第二講動量和能量命題趨勢

1、考點2 動量和能量命題趨勢本專題涉及的內(nèi)容是動力學內(nèi)容的繼續(xù)和深化，其中的動量守恒定律、機械能守恒定律、能量守恒定律比牛頓運動定律的適用范圍更廣泛，是自然界中普遍適用的基本規(guī)律，因此是高中物理的重點，也是高考考查的重點之一。高考中年年有，且常常成為高考的壓軸題。如2002年、2003年理綜最后一道壓軸題均是與能量有關(guān)的綜合題。但近年采用綜合考試后，試卷難度有所下降，因此動量和能量考題的難度也有一定下降。要更加關(guān)注有關(guān)基本概念的題、定性分析現(xiàn)象的題和聯(lián)系實際、聯(lián)系現(xiàn)代科技的題。試題常常是綜合題，動量與能量的綜合，或者動量、能量與平拋運動、圓周運動、熱學、電磁學、原子物理等知識的綜合。試題的情景常

2、常是物理過程較復雜的，或者是作用時間很短的，如變加速運動、碰撞、爆炸、打擊、彈簧形變等。力的積累和效應牛頓第二定律f=ma力對時間的積累效應沖量i=ft動量p=mv動量定理ft=mv2-mv1動量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1+m2v2系統(tǒng)所受合力為零或不受外力力對位移的積累效應功：w=fscos瞬時功率：p=fvcos平均功率：機械能動能勢能重力勢能：ep=mgh彈性勢能動能定理機械能守恒定律ek1+ep1=ek2+ep2或ek =ep知識概要沖量是力對時間的積累，其作用效果是改變物體的動量；功是力對位移的積累，其作用效果是改變物體的能量；沖量和動量的變化、功和能量的變化都是原因和結(jié)果

3、的關(guān)系，對此，要像熟悉力和運動的關(guān)系一樣熟悉。在此基礎(chǔ)上，還很容易理解守恒定律的條件，要守恒，就應不存在引起改變的原因。能量還是貫穿整個物理學的一條主線，從能量角度分析思考問題是研究物理問題的一個重要而普遍的思路。應用動量定理和動能定理時，研究對象可以是單個物體，也可以是多個物體組成的系統(tǒng)，而應用動量守恒定律和機械能守恒定律時，研究對象必定是系統(tǒng)；此外，這些規(guī)律都是運用于物理過程，而不是對于某一狀態(tài)（或時刻）。因此，在用它們解題時，首先應選好研究對象和研究過程。對象和過程的選取直接關(guān)系到問題能否解決以及解決起來是否簡便。選取時應注意以下幾點：1選取研究對象和研究過程，要建立在分析物理過程的基礎(chǔ)

4、上。臨界狀態(tài)往往應作為研究過程的開始或結(jié)束狀態(tài)。2要能視情況對研究過程進行恰當?shù)睦硐牖幚怼?可以把一些看似分散的、相互獨立的物體圈在一起作為一個系統(tǒng)來研究，有時這樣做，可使問題大大簡化。4有的問題，可以選這部分物體作研究對象，也可以選取那部分物體作研究對象；可以選這個過程作研究過程，也可以選那個過程作研究過程；這時，首選大對象、長過程。確定對象和過程后，就應在分析的基礎(chǔ)上選用物理規(guī)律來解題，規(guī)律選用的一般原則是：1對單個物體，宜選用動量定理和動能定理，其中涉及時間的問題，應選用動量定理，而涉及位移的應選用動能定理。2若是多個物體組成的系統(tǒng)，優(yōu)先考慮兩個守恒定律。3若涉及系統(tǒng)內(nèi)物體的相對位移（

5、路程）并涉及摩擦力的，要考慮應用能量守恒定律。點撥解疑【例題1】某地強風的風速是20m/s，空氣的密度是=1.3kg/m3。一風力發(fā)電機的有效受風面積為s=20m2，如果風通過風力發(fā)電機后風速減為12m/s，且該風力發(fā)電機的效率為【例題2】 （1998年全國卷）在光滑水平面上，動能為e0、動量的大小為的小鋼球1與靜止小鋼球2發(fā)生碰撞，碰撞前后球1的運動方向相反。將碰撞后球1的動能和動量的大小分別記為e1、，球2的動能和動量的大小分別記為e2、p2，則必有ae1e0 bp1e0 dp2p0【例題3】（2000年全國）在原子核物理中，研究核子與核關(guān)聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應”。這類反應的前半

6、部分過程和下述力學模型類似。兩個小球a和b用輕質(zhì)彈簧相連，在光滑的水平直軌道上處于靜止狀態(tài)。在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板p，右邊有一小球c沿軌道以速度射向b球，如圖所示。c與b發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個整體d。在它們繼續(xù)向左運動的過程中，當彈簧長度變到最短時，長度突然被鎖定，不再改變。然后，a球與擋板p發(fā)生碰撞，碰后a、d都靜止不動，a與p接觸而不粘連。過一段時間，突然解除鎖定（鎖定及解除鎖定均無機械能損失）。已知a、b、c三球的質(zhì)量均為m。（1）求彈簧長度剛被鎖定后a球的速度。（2）求在a球離開擋板p之后的運動過程中，彈簧的最大彈性勢能。圖 1針對訓練1（2001年高考理綜卷）下列一些說法

7、： 一質(zhì)點受兩個力作用且處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速），這兩個力在同一段時間內(nèi)的沖量一定相同 一質(zhì)點受兩個力作用且處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速），這兩個力在同一段時間內(nèi)做的功或者都為零，或者大小相等符號相反 在同樣時間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負號一定相反 在同樣時間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正負號也不一定相反以上說法正確的是：a b c d2a、b兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，a球的動量是5kgm/s，b球的動量是7kgm/s，當a追上b球時發(fā)生碰撞，則碰撞后a、b兩球的動量的可能值是（ ）a-4 kgm/s、14 kgm/s b3kgm/s、9 kgm

8、/sc-5 kgm/s 、17kgm/ d6 kgm/s、6 kgm/s3（1998年高考上海卷）在光滑水平面上有質(zhì)量均為2kg的a、b兩質(zhì)點，a質(zhì)點在水平恒力fa=4n作用下由靜止出發(fā)運動4s。b質(zhì)點在水平恒力fb=4n作用下由靜止出發(fā)移動4m。比較這兩個質(zhì)點所經(jīng)歷的過程，可以得到的正確結(jié)論是aa質(zhì)點的位移比b質(zhì)點的位移大 ba質(zhì)點的末速度比b質(zhì)點的末速度小c力fa做的功比力fb做的功多 d力fa的沖量比力fb的沖量小4矩形滑塊由不同材料的上下兩層粘結(jié)在一起組成，將其放在光滑的水平面上，如圖所示。質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊，若射擊上層，則子彈恰好不射出；若射擊下層，則子彈整個兒恰好嵌

9、入，則上述兩種情況相比較a兩次子彈對滑塊做的功一樣多b兩次滑塊所受沖量一樣大c子彈嵌入下層過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量較多d子彈擊中上層過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量較多5如圖3所示，長2m，質(zhì)量為1kg的木板靜止在光滑水平面上，一木塊質(zhì)量也為1kg（可視為質(zhì)點），與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2。要使木塊在木板上從左端滑向右端而不至滑落，則木塊初速度的最大值為a1m/s b2 m/s c3 m/s d4 m/s圖3fab圖46如圖4所示，質(zhì)量分別為m和2m的a、b兩個木塊間用輕彈簧相連，放在光滑水平面上，a靠緊豎直墻用水平力f將b向左壓，使彈簧被壓縮一定長度，靜止后彈簧儲存的彈性勢能為e這時突然撤去f，關(guān)于a、b和彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法中正確的是（ ）a撤去f后，系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒b撤去f后，a離開豎直墻前，系統(tǒng)動量不守恒，機械能守恒c撤去f后，a離開豎直墻后，彈簧的彈性勢能最大值為ed撤去f后，a離開豎直墻后，彈