2017-2018學年高二物理上學期課時過關(guān)檢測28

本章優(yōu)化總結(jié)eq\a\vs4\al(\x(\a\al(動,量,守,恒,定,律))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(動量\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(定義：質(zhì)量與速度的乘積，p＝mv,單位：kg·m/s，且1kg·m/s＝1N·s,矢量：方向與v同向,動量的變化Δp＝p′－p，遵守矢量運算法則)),沖量\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(定義：力和力的作用時間的乘積，I＝F（t′－t）,矢量：與力的方向相同)),動量定理\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(內(nèi)容：合力的沖量等于動量的變化,表達式：p′－p＝I,應用（只限一維情況）)),動量守恒定律\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(表達式：p1＋p2＝p′1＋p′2,條件\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(不受外力,合外力為零,某個方向上合外力為零,內(nèi)力遠大于外力)))),碰撞與反沖\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(完全彈性碰撞\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(遵守動量守恒定律,遵守機械能守恒定律)),非彈性碰撞\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(遵守動量守恒定律,機械能有損失)),完全非彈性碰撞\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(遵守動量守恒定律,機械能損失最多)),\a\vs4\al(反沖,運動)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(產(chǎn)生反沖現(xiàn)象的原理：動量守恒,在生產(chǎn)、生活、科技中的應用)))))))專題一動量定理及其應用1．內(nèi)容：物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量．2．公式：Ft＝mv2－mv1，它為矢量式，在一維情況時可變?yōu)榇鷶?shù)運算．3．研究對象是質(zhì)點：它說明的是外力對時間的積累效果．應用動量定理分析或解題時，只考慮物體的初、末狀態(tài)的動量，而不必考慮中間的運動過程．4．解題思路(1)確定研究對象，進行受力分析；(2)確定初、末狀態(tài)的動量mv1和mv2(要先規(guī)定正方向，以便確定動量的正負，還要把v1和v2換成相對于同一慣性參考系的速度)；(3)利用Ft＝mv2－mv1列方程求解．質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向彈回，取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞前后的動量變化為________kg·m/s.若小球與地面的作用時間為0.2s，則小球受到地面的平均作用力大小為________N(取g＝10m/s2)．[解析]小球與地面碰撞前后的動量變化為Δp＝mv′－mv＝0.2×4kg·m/s－0.2×(－6)kg·m/s＝2kg·m/s.由動量定理，小球受到地面的作用力F＝eq\f(Δp,Δt)＋mg＝12N.[答案]2121.如圖甲所示，物體A、B用輕繩相連，掛在輕彈簧下靜止不動，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為M.當連接A、B的繩突然斷開后，物體A上升經(jīng)過某一位置時速度大小為v，這時物體B下落的速度大小為u，如圖乙所示．在這段時間里，彈簧的彈力對物體A的沖量為()A．mvB．mv－MuC．mv＋MuD．mv＋mu解析：選D.該題涉及的物體較多，可先選B為研究對象．在B下落的這段時間t內(nèi)，其動量向下增加Mu，B只受重力作用，由動量定理，重力的沖量為Mgt＝Mu，解得t＝eq\f(u,g).在時間t內(nèi)，A受兩個力作用：重力mg，方向向下；彈簧的彈力，方向向上．因為彈簧的彈力是變力，所以要計算彈力的沖量只能應用動量定理來解決．以A為研究對象，其動量在時間t內(nèi)向上增加mv，設彈力的沖量為I，由動量定理有I－mgt＝mv，解得I＝m(v＋u)，故D正確．專題二動量定理和動量守恒定律的綜合運用1．解決該類問題用到的規(guī)律：動量定理和動量守恒定律．2．解決該類問題的基本思路(1)選擇研究對象和過程；①明確動量守恒定律所研究的系統(tǒng)和過程；②選定系統(tǒng)中動量定理所研究的某個物體及過程．(2)用動量守恒定律求解這個物體的末動量；(3)用動量定理對這個物體列方程，求解沖力等問題．隨著機動車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯．分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命．一貨車嚴重超載后的總質(zhì)量為49t，以54km/h的速率勻速行駛．發(fā)現(xiàn)紅燈時司機剎車，貨車即做勻減速直線運動，加速度的大小為2.5m/s2(不超載時則為5m/s2)．(1)若前方無阻擋，問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時分別前進多遠？(2)若超載貨車剎車時正前方25m處停著總質(zhì)量為1t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，設相互作用0.1s后獲得相同速度，問貨車對轎車的平均沖力多大？[解析](1)設貨車剎車時速度大小為v0、加速度大小為a，末速度大小為v，剎車距離為ss＝eq\f(veq\o\al(2,0)－v2,2a)①代入數(shù)據(jù)，得超載時s1＝45m②不超載時s2＝22.5m．③(2)設貨車剎車后經(jīng)s′＝25m與轎車碰撞時的速度大小為v1v1＝eq\r(veq\o\al(2,0)－2as′)④設碰撞后兩車共同速度為v2、貨車質(zhì)量為M、轎車質(zhì)量為m，由動量守恒定律Mv1＝(M＋m)v2⑤設貨車對轎車的作用時間為Δt、平均沖力大小為F，由動量定理eq\o(F,\s\up6(－))Δt＝mv2⑥聯(lián)立④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得eq\o(F,\s\up6(－))＝9.8×104N．⑦[答案](1)超載時s1＝45m不超載時s2＝22.5m(2)9.8×104N2.豎直發(fā)射的火箭質(zhì)量為6×103kg.已知每秒鐘噴出氣體的質(zhì)量為200kg.若要使火箭最初能得到20.2m/s2的向上的加速度，則噴出氣體的速度應為()A．700m/s B．800m/sC．900m/s D．1000m/s解析：選C.每秒噴出氣體的動量等于火箭每秒增加的動量，即m氣v氣＝m箭v箭，由動量定理得火箭獲得的動力F＝eq\f(m箭v箭,t)＝eq\f(m氣v氣,t)＝200v，又F－m箭g＝m箭a，得v＝900m/s.專題三動量守恒和能量守恒的綜合應用1．解決該類問題用到的規(guī)律：動量守恒定律，機械能守恒定律，能量守恒定律，功能關(guān)系等．2．解決該類問題的基本思路(1)認真審題，明確題目所述的物理情景，確定研究對象．(2)如果物體間涉及多過程，要把整個過程分解為幾個小的過程．(3)對所選取的對象進行受力分析，判定系統(tǒng)是否符合動量守恒的條件．(4)對所選系統(tǒng)進行能量轉(zhuǎn)化的分析，比如：系統(tǒng)是否滿足機械能守恒，如果系統(tǒng)內(nèi)有摩擦則機械能不守恒，有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．(5)選取所需要的方程列式并求解．(2015·高考全國卷Ⅱ)兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運動，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運動；經(jīng)過一段時間后，從光滑路段進入粗糙路段．兩者的位置x隨時間t變化的圖象如圖所示．求：(1)滑塊a、b的質(zhì)量之比；(2)整個運動過程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機械能之比．[解析](1)設a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2.由題給圖象得v1＝－2m/s①v2＝1m/s②a、b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給圖象得v＝eq\f(2,3)m/s③由動量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v④聯(lián)立①②③④式得m1∶m2＝1∶8.⑤(2)由能量守恒得，兩滑塊因碰撞而損失的機械能為ΔE＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)(m1＋m2)v2⑥由圖象可知，兩滑塊最后停止運動．由動能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做的功為W＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v2⑦聯(lián)立⑥⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得W∶ΔE＝1∶2.[答案](1)1∶8(2)1∶23.(2016·衡水中學模擬)如圖所示，可視為質(zhì)點質(zhì)量為m的小球用長為L的細線懸掛于O點，在光滑的水平面上有一個質(zhì)量為M的物體，其右側(cè)是一個半徑為R的光滑四分之一圓弧，左端是一段長為eq\f(R,2)的粗糙水平面，在其左端A處放有一個質(zhì)量也為M的彈性物體，物塊與物體間有摩擦．現(xiàn)將小球拉起到與懸點O等高處由靜止釋放，與物塊發(fā)生彈性碰撞后回擺到θ＝60°角處才減停，同時物塊恰能滑到物體右端最高點C處，試求小球與物塊的質(zhì)量之比和物體與物塊間的動摩擦因數(shù)．解析：小球下擺過程中，由mgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)得v1＝eq\r(2gL)，碰后返回過程中，由mgL(1－cosθ)＝eq\f(1,2)mv′eq\o\al(2,1)得v′1＝eq\r(gL)小球和物塊發(fā)生碰撞時動量守恒mv1＝Mv0－mv1′和能量守恒eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)＋eq\f(1,2)mv′eq\o\al(2,1)，聯(lián)立解得v0＝(eq\r(2)－1)eq\r(gL)，eq\f(m,M)＝eq\f(\r(2)－1,\r(2)＋1)物塊沿物體上表面滑動的過程中動量守恒Mv0＝2Mv，損失的動能用于克服摩擦做功eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(M＋M)v2＋MgR＋μMgeq\f(R,2)，整理可得μ＝eq\f(（3－2\r(2)）L,2R)－2答案：eq\f(\r(2)－1,\r(2)＋1)eq\f(（3－2\r(2)）L,2R)－2沁園春·雪<毛澤東>