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动量与能量之难点解析专题3

动量与能量之难点解析专题3
动量与能量之难点解析专题3

动量与能量之难点解析

专题01 动量与能量分析之“碰撞模型”

专题02 动量与能量分析之“板-块模型”

专题03 动量与能量分析之“含弹簧系统”

专题04 动量与能量分析之“爆炸及反冲问题”

专题05 动量与能量观点在电磁感应中的应用

专题03 动量与能量分析之“含弹簧系统”

【方法总结】

“含弹簧系统”由于涉及弹簧形变出现特殊位置,从而在动量与能量分析中引入了弹性势能,可以更好的考查学生对物理情景的把握与分析,同时考查动量与能量分析,所以“含弹簧系统”问题经常受到命题人的青睐。

对两个(或两个以上)物体与弹簧组成的系统在相互作用的过程中,要注意:

1. 在能量方面,由于弹簧的形变会具有弹性势能,系统的总动能将发生变化,若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功,系统机械能守恒。

2. 在动量方面,系统动量守恒。

3. 弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等,弹性势能最大,系统动量守恒,机械能守恒。

4. 弹簧处于原长时,弹性势能为零。

5. 弹簧形变的一些动量与能量分析过程,可以等效于“弹性碰撞”,注意利用“弹性碰撞”的相关特点和结论求解。

例如:一个质量为1m 小球A 以速度1v 向质量为2m 、左端与一弹簧连接的静止小球B 正对运动,已知两球半径相同。则小球A 与弹簧接触至分离过程,小球A 、B 组成的系统动量守恒,机械能守恒,可等效于“弹性碰撞”:

动量守恒: 221

111v m v m v m '+'= 机械能守恒: 2222112112

12121v m v m v m '+'=

解得: 12

1211v m m m m v +-=' 121122v m m m v +='(需要熟记) 【精选试题解析】

1. 光滑水平桌面上有P 、Q 两个物块,Q 的质量是P 的n 倍,将一轻弹簧置于P 、Q 之间,用外力缓慢压P 、Q .撤去外力后,P 、Q 开始运动,P 和Q 的动量大小的比值为( )

A .n 2

B .n C.1n D .1

2. [多选]如图所示,质量为2m 的物体B 静止在光滑的水平面上,物体B 的左边固定有轻质弹簧,质量为m 的物体A 以速度v 向物体B 运动并与弹簧发生作用,从物体A 接触弹簧开始,到离开弹簧的过程中,物体A 、B 始终沿同一直线运动,以初速度v 的方向为正,则( )

A .此过程中弹簧对物体

B 的冲量大小大于弹簧对物体A 的冲量大小

B .弹簧的最大弹性势能为13

mv 2 C .此过程中弹簧对物体B 的冲量为23

mv D .物体A 离开弹簧后的速度为-13

v 3. 如图所示,放在光滑水平桌面上的A 、B 两小木块中部夹一被压缩的轻弹簧,当轻弹簧被放开时,A 、B 两小木块各自在桌面上滑行一段距离后,飞离桌面落在地面上。若m A =3m B ,则下列结果正确的是( )

A .若轻弹簧对A 、

B 做功分别为W 1和W 2,则有W 1∶W 2=1∶1

B .在与轻弹簧作用过程中,两木块的速度变化量之和为零

C.若A、B在空中飞行时的动量变化量分别为Δp1和Δp2,则有Δp1∶Δp2=1∶1

D.若A、B同时离开桌面,则从释放轻弹簧开始到两木块落地的这段时间内,A、B两木块的水平位移大小之比为1∶3

4.如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动.假设B和C碰撞过程时间极短.求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,

(ⅰ)整个系统损失的机械能;

(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能.

5.(2019全国III卷)静止在水平地面上的两小物块A、B,质量分别为m A=l.0 kg,m B=4.0 kg;两者之间有一被压缩的微型弹簧,A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0 m,如图所示。某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使A、B瞬间分离,两物块获得的动能之和为E k=10.0 J。释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.20,重力加速度取g=10 m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。

(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小;

(2)物块A、B中的哪一个先停止?该物块刚停止时A与B之间的距离是多少?

(3)A和B都停止后,A与B之间的距离是多少?

6.如图所示,静止放置在光滑水平面上的A、B、C三个滑块,滑块A、B间通过一水平轻弹簧相连,滑块A左侧紧靠一固定挡板P,某时刻给滑块C施加一个水平冲量使其以初速度v0水平向左运动,滑块C撞上滑块B的瞬间二者粘在一起共同向左运动,弹簧被压缩至最短的瞬间具有的弹性势能为1.35 J,此时撤掉固定挡板P,之后弹簧弹开释放势能,已知滑块A、B、C的质量分别为m A=m B=0.2 kg,m C=0.1 kg,取10=3.17。求:

(1)滑块C的初速度v0的大小;

(2)当弹簧弹开至恢复到原长的瞬时,滑块B、C的速度大小;

(3)从滑块B、C压缩弹簧至弹簧恢复到原长的过程中,弹簧对滑块B、C整体的冲量。

7.[多选](2019届高三资阳模拟)如图甲所示,物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的弹簧,整个系统静

止放在光滑水平地面上,其中物块A最初与左侧固定的挡板相接触,物块B的质量为2 kg。现解除对弹簧的锁定,在A离开挡板后,从某时刻开始计时,B的v-t图像如图乙所示,则可知()

A.A的质量为4 kg

B.运动过程中A的最大速度为4 m/s

C.在A离开挡板前,系统动量守恒、机械能守恒

D.在A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为3 J

8.(2019宁夏石嘴山三中期末)两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2 kg,初始时弹簧处于原长,A、B 两物块都以v=6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量为4 kg的物块C静止在前方,如图所示,B与C碰撞后二者会粘连在一起运动。则下列说法正确的是()

A.B、C碰撞刚结束时的共同速度为3 m/s

B.弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为3 m/s

C.弹簧的弹性势能最大值为36 J

D .弹簧再次恢复原长时A 、B 、C 三物块速度相同

9. (多选)光滑水平面上放有质量分别为2m 和m 的物块A 和B ,用细线将它们连接起来,两物块中间加有一压缩的轻质弹簧(弹簧与物块不相连),弹簧的压缩量为x 。现将细线剪断,此刻物块A 的加速度大小为a ,两物块刚要离开弹簧时物块A 的速度大小为v ,则( )

A .物块

B 的加速度大小为a 时弹簧的压缩量为x 2 B .物块A 从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为23x

C .物块开始运动前弹簧的弹性势能为32mv 2

D .物块开始运动前弹簧的弹性势能为3mv 2

10. 如图所示,在光滑水平地面上有A 、B 两个小物块,其中物块A 的左侧连接一水平轻质弹簧。物块A 处于静止状态,物块B 以一定的初速度向物块A 运动,并通过弹簧与物块A 发生弹性正碰。对于该作用过程,两物块的速率变化可用速率-时间图象进行描述,在下图所示的图象中,图线1表示物块A 的速率变化情况,图线2表示物块B 的速率变化情况.则在这四个图象中可能正确的是( )

11. [多选]如图所示,一轻质弹簧两端分别连着木块A 和B ,静止于光滑的水平面上。木块A 被水平飞行的初速度为v 0的子弹射中并镶嵌在其中,子弹与A 的作用时间极短。已知B 的质量为m ,A 的质量是B 的34,子弹的质量是B 的14

,则( )

A .子弹击中木块A 后瞬间,与A 的共同速度为14

v 0 B .子弹击中木块A 后瞬间,与A 的共同速度为v 0

C .弹簧压缩到最短时的弹性势能为164

mv 02 D .弹簧压缩到最短时的弹性势能为18

mv 02

动量和能量结合综合题附答案解析

动量与能量结合综合题 1.如图所示,水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中.导轨上有两根小金属导体杆ab和cd,其质量均为m,能沿导轨无摩擦地滑动.金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计.开始时ab和cd都是静止的,现突然让cd杆以初速度v向右开始运动,如果两根导轨足够长,则()A.cd始终做减速运动,ab始终做加速运动,并将追上cd B.cd始终做减速运动,ab始终做加速运动,但追不上cd C.开始时cd做减速运动,ab做加速运动,最终两杆以相同速度做匀速运动 D.磁场力对两金属杆做功的大小相等 h,如图所示。2.一轻弹簧的下端固定在水平面上,上端连接质量为m的木板处于静止状态,此时弹簧的压缩量为 3h的A处自由落下,打在木板上并与木板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点一物块从木板正上方距离为 后又向上运动。若物块质量也为m时,它们恰能回到O点;若物块质量为2m时,它们到达最低点后又向上运动,在通过O点时它们仍然具有向上的速度,求: 1,质量为m时物块与木板碰撞后的速度; 2,质量为2m时物块向上运动到O的速度。 3.如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度0v,若两导体棒在运动中始终不接触,求: (1)在运动中产生的焦耳热Q最多是多少? (2)当ab棒的速度变为初速度的4/3时,cd棒的加速度a是多少?

高中物理公式大全(全集) 八、动量与能量

八、动量与能量 1.动量 2.机械能 1.两个“定理” (1)动量定理:F ·t =Δp 矢量式 (力F 在时间t 上积累,影响物体的动量p ) (2)动能定理:F ·s =ΔE k 标量式 (力F 在空间s 上积累,影响物体的动能E k ) 动量定理与动能定理一样,都是以单个物体为研究对象.但所描述的物理内容差别极大.动量定理数学表达式:F 合·t =Δp ,是描述力的时间积累作用效果——使动量变化;该式是矢量式,即在冲量方向上产生动量的变化. 例如,质量为m 的小球以速度v 0与竖直方向成θ角 打在光滑的水平面上,与水平面的接触时间为Δt ,弹起 时速度大小仍为v 0且与竖直方向仍成θ角,如图所示.则 在Δt 内: 以小球为研究对象,其受力情况如图所示.可见小球 所受冲量是在竖直方向上,因此,小球的动量变化只能在 竖直方向上.有如下的方程: F ′击·Δt -mg Δt =mv 0cos θ-(-mv 0cos θ) 小球水平方向上无冲量作用,从图中可见小球水平方向动量不变. 综上所述,在应用动量定理时一定要特别注意其矢量性.应用动能定理时就无需作这方 面考虑了.Δt 内应用动能定理列方程:W 合=m υ02/2-m υ02 /2 =0 2.两个“定律” (1)动量守恒定律:适用条件——系统不受外力或所受外力之和为零 公式:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2 ′或 p =p ′ (2)机械能守恒定律:适用条件——只有重力(或弹簧的弹力)做功 公式:E k2+E p2=E k1+E p1 或 ΔE p = -ΔE k 3.动量守恒定律与动量定理的关系 一、知识网络 二、画龙点睛 规律

专题二动量和能量

专题二动量和能量 【专题指导】 动量守恒与能量守恒是近几年高考理科综合物理命题的重点和热点,也是考生的难点.动量守恒与能量守恒贯穿于整个高中物理的始终,是联系各部分知识的主线,守恒观点是物理学中极为重要的基本观点,是开启物理学大门的金钥匙,它不仅为解决力学问题开辟了两条重要途径,同时也为我们分析和解决物理问题提供了重要依据,它是进行方法教育和能力培养的重要素材.因此,两个守恒可谓高考物理的重中之重,常作为压轴题出现在物理试卷中,如05年、06年、07年各地高考均有大题. 纵观近几年高考理科综合试题,对两个守恒定律的考查具有如下特点:①常以两个守恒定律综合运用的形式出现在计算题中,在同一物理模型(或主干知识)上重复命题,且注重物理情景的设置或设问角度的翻新。这类试题渗透物理学重要的思想方法,思维含量高;密切联系生产、生活实际,具有较强的实践性和应用性;对物理过程(特别是学生易错的典型物理过程)和物理状态的分析要求高,能有效地鉴别学生的能力。②突出运用数学知识分析和解决物理问题的能力的考查。③经常出现两个守恒定律与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学和近代物理等知识的综合运用. 从考题逐渐趋于稳定的特点来看,我们认为:2008年两个守恒定律的综合仍是高考考查的重点.在第二轮专题复习中,在正确理解相关基本概念和基本规律的同时,还应通过强化训练掌握从能量守恒、动量守恒的角度分析问题的一般思维方法,从而提高分析综合能力. 本专题的知识结构如下:

一、从动量角度分析实际问题 1、正确理解冲量、动量和动量的变化等概念。 2、应用动量定理解题的一般思路: (1)选取研究对象; (2)确定所研究的物理过程及其初、末状态; (3)分析研究对象在所经历的物理过程中的受力情况;(4)选定正方向,根据动量定理列出方程; (5)统一单位,列方程求解.

2019高考物理动量与能量专题测试题及答案及解析

2019高考物理动量与能量专题测试题及答案及解析 一、单选题 1.【河北省衡水中学2019届高考模拟】如图所示,A、B、C三球的质量分别为m、m、2m,三个小球从同 一高度同时出发,其中A球有水平向右的初速度,B、C由静止释放。三个小球在同一竖直平面内运动,小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞,则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为() A.1次 B.2次 C.3次 D.4次 2.【河北省武邑中学2018-2019学年高考模拟】如图所示,有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量。他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,然后他轻轻从船尾上船,走到船头后停下,而后轻轻下船。他用卷尺测出船后退的距离为d,然后用卷尺测出船长L,已知他自身的质量为m,则船的质量为( ) A.B.C.D. 3.【全国百强校山西大学附属中学2018-2019学年高考模拟】如图所示,倾角θ = 30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面长度为60m。质量为3kg的滑块A由斜面底端以初速度v0 = 15 m/s沿斜面向上运动,与此同时,一质量为2kg的物块B从静止由斜面顶端沿斜面向下运动,物块A、B在斜而上某处发生碰撞,碰后A、B粘在一起。已知重力加速度大小为g =10 m/s2。则

A.A、B运动2 s后相遇 B.A、B相遇的位置距离斜面底端为22.5 m C.A、B碰撞后瞬间,二者速度方向沿斜而向下,且速度大小为1m/s D.A、B碰撞过程损失的机械能为135J 4.【湖北省宜昌市英杰学校2018-2019学年高考模拟】光滑水平地面上,A,B两物块质量都为m,A以速度v向右运动,B原来静止,左端有一轻弹簧,如图所示,当A撞上弹簧,弹簧被压缩到最短时 A.A、B系统总动量为2mv B.A的动量变为零 C.B的动量达到最大值 D.A、B的速度相等 5.【陕西省西安市远东第一中学2018-2019学年高考模拟】如图所示,质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4kg,设小球在落到车底前瞬间速度是25m/s,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是() A.5m/s B.4m/s C.8.5m/s D.9.5m/s 二、多选题 6.【山东省烟台二中2019届高三上学期10月月考物理试题】如图所示,在光滑的水平面上有一辆平板车,人和车都处于静止状态。一个人站在车上用大锤敲打车的左端,在连续的敲打下,下列说法正确的是

动量和能量综合专题

动量和能量综合例析 例1、如图,两滑块A、B的质量分别为m1和m2, 置于光滑的水平面上,A、B间用一劲度系数 为K的弹簧相连。开始时两滑块静止,弹簧为 原长。一质量为m的子弹以速度V0沿弹簧长度方向射入滑块A并留在其中。试求:(1)弹簧的最大压缩长度;(已知弹性势能公式E P=(1/2)KX2,其中K为劲度系数、X为弹簧的形变量) ;(2)滑块B相对于地面的最大速度和最小速度。【解】(1)设子弹射入后A的速度为V1,有: mV0=(m+m1)V1(1) 得:此时两滑块具有的相同速度为V,依前文中提到的解题策略有: (m+m1)V1=(m+m1+m 2)V (2) (3) 由(1)、(2)、(3)式解得: (2) mV0=(m+m1)V2+m2V3(4) (5)

由(1)、(4)、(5)式得: V3[(m+m1+m2)V3-2mV0]=0 解得:V3=0 (最小速度)(最大速度)例2、如图,光滑水平面上有A、B两辆小车,C球用0.5m长的细线悬挂在A车的支架上,已知mA=m B=1kg,m C=0.5kg。开始时B车静止,A车以V0=4m/s的速度驶向B车并与其正碰后粘在一起。若碰撞时间极短且不计空气阻力,g取10m/s2,求C球摆起的最大高度。 【解】由于A、B碰撞过程极短,C球尚未开始摆动, 故对该过程依前文解题策略有: m A V0=(m A+m B)V1(1) E内= (2) 对A、B、C组成的系统,图示状态为初始状态,C球摆起有最大高度时,A、B、C有共同速度,该状态为终了状态,这个过程同样依解题策略处理有: (m A+m C)V0=(m A+m B+m C)V2(3) (4)

高中物理二轮复习2021届专题学案二 动量与能量第2讲 动量和能量观点的应用

第2讲 动量和能量观点的应用 【核心要点】 1.基本的概念对比 (1)冲量与功的比较 ①定义式???冲量的定义式:I =Ft (作用力在时间上的 积累效果) 功的定义式:W =Flcos θ(作用力在空间上 的积累效果) ②性质???冲量是矢量,既有大小又有方向(求合冲量应按矢量合成法则来计算)功是标量,只有大小没有方向(求物体所受外力的总功只需按代数和计算) (2)动量与动能的比较 ①定义式? ??? ?动量的定义式:p =m v 动能的定义式:E k =12m v 2 ②性质???动量是矢量(按矢量运算法则来计算) 动能是标量(按代数运算法则来计算) ③动量与动能间的关系???? ?p =2mE k E k =p 22m =12p v 2.动量观点的基本物理规律 (1)动量定理的基本形式与表达式:I =Δp 。 分方向的表达式:I x 合=Δp x ,I y 合=Δp y 。 (2)动量定理推论:动量的变化率等于物体所受的合外力,即Δp Δt =F 合。 (3)动量守恒定律 ①动量守恒定律的研究对象是一个系统(含两个或两个以上相互作用的物体)。

②动量守恒定律的适用条件 a.标准条件:系统不受外力(理想)或系统所受合外力为零(平衡)。 b.近似条件:系统所受合外力虽不为零,但比系统的内力小得多(如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外力与相互作用的内力相比小得多),可以忽略不计。 c.分量条件:系统所受合外力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则系统总动量在该方向上的分量保持不变。 【备考策略】 1.解决力学问题的三大观点 (1)力的观点:主要是牛顿运动定律和运动学公式相结合,常涉及物体的受力、加速度或匀变速运动的问题。 (2)动量的观点:主要应用动量定理或动量守恒定律求解,常涉及物体的受力和时间问题,以及相互作用物体的问题。 (3)能量的观点:在涉及单个物体的受力和位移问题时,常用动能定理分析;在涉及系统内能量的转化问题时,常用能量守恒定律。 2.力学规律的选用原则 (1)单个物体:宜选用动量定理、动能定理和牛顿运动定律。若其中涉及时间的问题,应选用动量定理;若涉及位移的问题,应选用动能定理;若涉及加速度的问题,只能选用牛顿第二定律。 (2)多个物体组成的系统:优先考虑两个守恒定律,若涉及碰撞、爆炸、反冲等问题,应选用动量守恒定律,然后再根据能量关系分析解决。 动量定理的应用 1.应用动量定理的四点提醒 (1)恒力的冲量可应用I=Ft直接求解,变力的冲量优先考虑应用动量定理求解。 (2)物体动量变化是由合外力的冲量决定的,物体动能变化是由合外力做的功决定的。 (3)动量定理是过程定理,解题时必须明确过程及初末状态的动量。

专题四:动量与能量(含答案)

专题四:动量与能量 1、如图所示,A 、B 两物体质量比为3∶2,原来静止在平板小车上,A 、B 之间有一根被压缩的弹簧,A 、B 与车面间的摩擦系数相同,平板小车与地之间的摩擦不计。当弹簧释放后,若弹簧释放时弹力大于两物体与车间的摩擦力,则下列判断正确的是:AD A 、小车将向左运动; B 、小车将向右运动; C 、A 、B 两物体的总动量守恒; D 、A 、B 与小车的总动量守恒。 2、如图所示,质量分别为m 1和m 2的物块,分别以速度v 1、v 2沿斜面上的同一条直线向下匀速滑行,且v 1> v 2。m 2的右端安有轻弹簧。在它们发生相互作用后,两物块又分开。在m 1和m 2(包括弹簧) 相互作用的过程中,下列说法中正确的是 C A .由于有重力和摩擦力作用,所以该过程不适用动量守恒定律 B .由于系统所受合外力为零,所以该过程一定适用动量守恒定律 C .当m 1∶m 2的值足够大时,该过程一定适用动量守恒定律 D .当m 1∶m 2的值足够小时,该过程一定适用动量守恒定律 3、在质量为M 的小车中挂有一单摆,摆球的质量为m 0,小车和单摆一起以恒定的速度v 沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m 的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短,在此碰撞过程中,下列哪个说法是可能发生的( )BC (A)小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v 1、v 2、v 3,满足(M +m)v=Mv 1+mv 2+m 0v 3 (B)摆球的速度不变,小车和木块的速度分别变为v 1和v 2,满足Mv=Mv 1+mv 2 (C)摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为v 1,满足Mv=Mv 1+mv 1 (D)小车和摆球的速度都变为v 1,木块的速度变为v 2,满足(M +m 0)v=(M +m 0)v 1+mv 2 4、如图所示,沙车沿光滑水平面以速度V 0作匀速直线运动,运动过程中,从沙车上方落入一只质量不能忽略的铁球,使沙车的 速度变为V ,则 C A 、V=V 0,沙车仍作匀速直线运动; B 、V

动量与能量结合综合题附答案汇编

动量与能量结合综合题1.如图所示,水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中.导轨上有两根小金属导体杆ab和cd,其质量均为m,能沿导轨无摩擦地滑动.金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计.开始时ab和cd都是静止的,现突然让cd杆以初速度v向右开始运动,如果两根导轨足够长,则() A.cd始终做减速运动,ab始终做加速运动,并将追上cd B.cd始终做减速运动,ab始终做加速运动,但追不上cd C.开始时cd做减速运动,ab做加速运动,最终两杆以相同速度做匀速运动 D.磁场力对两金属杆做功的大小相等 h,如图所示。2.一轻弹簧的下端固定在水平面上,上端连接质量为m的木板处于静止状态,此时弹簧的压缩量为 3h的A处自由落下,打在木板上并与木板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点一物块从木板正上方距离为 后又向上运动。若物块质量也为m时,它们恰能回到O点;若物块质量为2m时,它们到达最低点后又向上运动,在通过O点时它们仍然具有向上的速度,求: 1,质量为m时物块与木板碰撞后的速度; 2,质量为2m时物块向上运动到O的速度。 3.如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度0v,若两导体棒在运动中始终不接触,求: (1)在运动中产生的焦耳热Q最多是多少? (2)当ab棒的速度变为初速度的4/3时,cd棒的加速度a是多少?

动量与能量之难点解析专题5

动量与能量之难点解析 专题01 动量与能量分析之“碰撞模型” 专题02 动量与能量分析之“板-块模型” 专题03 动量与能量分析之“含弹簧系统” 专题04 动量与能量分析之“爆炸及反冲问题” 专题05 动量与能量观点在电磁感应中的应用 专题5 动量与能量观点在电磁感应中的应用 【方法总结】 解决电磁感应问题往往需要力电综合分析,在电磁感应问题中需要动量与能量分析求解时,学生往往无从下手,属于压轴考查,需要学生平时吃透典型物理模型和积累解题经验,现将动量与能量观点求解电磁感应综合问题时常出现典型模型和思路总结如下: 1. “双轨+双杆”模型 以“2019全国3卷第19题”物理情景为例:如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水 平面内的足够长的平行金属导轨,两相同的光滑导体棒ab 、cd 静止在导轨上。t =0时,棒ab 以初速度v 0向右滑动。运动过程中,ab 、cd 始终与导轨垂直并接触良好: 模型分析:双轨和两导体棒组成闭合回路,通过两导体棒的感应电流相等,所受安培力大小也相等,ab 棒受到水平向左安培力,向右减速;cd 棒受到水平向右安培力,向右加速,最终导体棒ab 、cd 系统共速,感应电流消失,一起向右做匀速直线运动,该过程由导体棒ab 、cd 组成的系统合外力为零,动量守恒:共v m m v m cd ab ab )(0+= 2. 巧用“动量定理”求通过导体电荷量q 思路:动量定理得:p t BIL p t F ?=????=??安,由于t I q ??=,所以p BLq ?=,

即:BL p q ?= 【精选试题解析】 1. (2019全国Ⅲ卷)如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的 平行金属导轨,两相同的光滑导体棒ab 、cd 静止在导轨上。t =0时,棒ab 以初速度v 0向右滑动。运动过程中,ab 、cd 始终与导轨垂直并接触良好,两者速度分别用v 1、v 2表示,回路中的电流用I 表示。下列图像中可能正确的是( ) 2. [多选]如图所示,两根相距为d 的足够长的光滑金属导轨固定在水平面上,导轨电阻不计。磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨平面垂直,长度等于d 的两导体棒M 、N 平行地放在导轨上,且电阻均为R 、质量均为m ,开始时两导体棒静止。现给M 一个平行导轨向右的瞬时冲量I ,整个过程中M 、N 均与导轨接触良好,下列说法正确的是( ) A .回路中始终存在逆时针方向的电流 B .N 的最大加速度为B 2Id 2 2m 2R C .回路中的最大电流为BId 2mR D .N 获得的最大速度为I m 3. (2019浙江选考)如图所示,在间距L =0.2m 的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于 纸面(向内为正)的磁场,磁感应强度为分布沿y 方向不变,沿x 方向如下: 10.2{50.20.2 10.2Tx m B xT m x m Tx m >=-≤≤-<- 导轨间通过单刀双掷开关S 连接恒流源和电容C =1F 的未充电的电容器,恒流源可为电路提供恒定电流I =2A ,电流方向如图所示。有一质量m =0.1kg 的金属棒ab 垂直导轨静止放置于x 0=0.7m 处。开关S 掷向1,棒ab 从静止开始运动,到达x 3=-0.2m 处时,开关S 掷向2。已知棒ab 在运动过程中始终与导

(江浙选考1)202x版高考物理总复习 专题四 动量与能量观点的综合应用 考点强化练42 动量与能量

考点强化练42动量与能量观点的综合应用 1.如图所示,水平放置的宽L=0.5 m的平行导体框,质量为m=0.1 kg,一端接有R=0.2 Ω的电阻,磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下。现有一导体棒ab垂直跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,导体棒ab的电阻r=0.2 Ω。当导体棒ab以v=4.0 m/s的速度向右匀速滑动时,试求: (1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向? (2)要维持导体棒ab向右匀速运动,作用在ab上的水平拉力为多大? (3)电阻R上产生的热功率为多大? (4)若匀速后突然撤去外力,则棒最终静止,这个过程通过回路的电荷量是多少? 2.(2018浙江嘉兴选考模拟)如图甲,两条足够长、间距为d的平行光滑非金属直轨道MN、PQ与水平面成θ角,EF上方存在垂直导轨平面的如图乙所示的磁场,磁感应强度在0~T时间内按余弦规律变化(周期为T、最大值为B0),T时刻后稳定为B0。t=0时刻,正方形金属框ABCD在平行导轨向上的恒定外力作用下静止于导轨上。T时刻撤去外力,框将沿导轨下滑,金属框在CD边、AB边经过EF 时的速度分别为v1和v2。已知金属框质量为m、边长为d、每条边电阻为R,余弦磁场变化产生的正弦交流电最大值E m=,求: (1)CD边刚过EF时,A、B两点间的电势差; (2)撤去外力到AB边刚过EF的总时间; (3)从0时刻到AB边刚过EF的过程中产生的焦耳热。

3.(2018浙江台州高三上学期期末质量评估)如图所示,两根相同平行金属直轨道竖直放置,上端用导线接一阻值为R的定值电阻,下端固定在水平绝缘底座上。底座中央固定一根绝缘弹簧,长L质量为m 的金属直杆ab通过金属滑环套在轨道上。在直线MN的上方分布着垂直轨道面向里,磁感应强度为B的足够大匀强磁场。现用力压直杆ab使弹簧处于压缩状态,撤去力后直杆ab被弹起,脱离弹簧后以速度为v1穿过直线MN,在磁场中上升高度h时到达最高点。随后直杆ab向下运动,离开磁场前做匀速直线运动。已知直杆ab与轨道的摩擦力大小恒等于杆重力的k倍(k<1),回路中除定值电阻外不计其他一切电阻,重力加速度为g。求: (1)杆ab向下运动离开磁场时的速度v2; (2)杆ab在磁场中上升过程经历的时间t。 4.(2018浙江宁波六校期末)如图所示,两根平行金属导轨MN、PQ相距d=1.0 m,两导轨及它们所在平面与水平面的夹角均为α=30°,导轨上端跨接一阻值R=1.6 Ω的定值电阻,导轨电阻不计。整个装置处于垂直两导轨所在平面且向上的匀强磁场中,磁感应强度大小B=1.0 T。一根长度等于两导轨间距的金属棒ef垂直于两导轨放置(处于静止),且与导轨保持良好接触,金属棒ef的质量m1=0.1 kg、电阻r=0.4 Ω,到导轨最底端的距离s1=3.75 m。另一根质量m2=0.05 kg的绝缘棒gh,从导轨最底端以速度v0=10 m/s沿两导轨上滑并与金属棒ef发生正碰(碰撞时间极短),碰后金属棒ef沿两导轨上滑s2=0.2 m后再次静止,此过程中电阻R产生的焦耳热Q=0.2 J。已知两棒(ef和gh)与导轨间的动摩擦因数均为μ=,g取10 m/s2,求:

能量和动量的综合应用(超详细)

【本讲主要内容】 能量和动量的综合应用 相互作用过程中的能量转化及动量守恒的问题 【知识掌握】 【知识点精析】 1. 应用动量和能量的观点求解的问题综述: 该部分是力学中综合面最广,灵活性最大,内容最为丰富的部分。要牢固树立能的转化和守恒思想,许多综合题中,当物体发生相互作用时,常常伴随多种能量的转化和重新分配的过程。因此,必须牢固地以守恒(系统总能量不变)为指导,这样才能正确无误地写出能的转化和分配表达式。 2. 有关机械能方面的综述: (1)机械能守恒的情况: 例如,两木块夹弹簧在光滑水平面上的运动,过程中弹性势能和木块的动能相互转化;木块冲上放在光滑面上的光滑曲面小车的过程,上冲过程中,木块的动能减少,转化成木块的重力势能和小车的动能。等等…… (2)机械能增加的情况: 例如,炸弹爆炸的过程,燃料的化学能转化成弹片的机械能;光滑冰面上两个人相互推开的过程,生物能转化成机械能。等等…… (3)机械能减少的情况: 例如,“子弹击木块”模型,包括“木块在木板上滑动”模型等;这类模型为什么动量守恒,而机械能不守恒(总能量守恒),请看下面的分析: 如图1所示,一质量为M 的长木板B 静止在光滑水平面上,一质量为m 的小滑块A 以水平速度v 0从长木板的一端开始在长木板上滑动,最终二者相对静止以共同速度一起滑行。 滑块A 在木板B 上滑动时,A 与B 之间存在着相互作用的滑动摩擦力,大小相等,方向相反,设大小为f 。 A 、 B 为系统,动量守恒。(过程中两个滑动摩擦力大小相等,方向相反,作用时间相同,对系统总动量没有影响,即系统的内力不影响总动量)。 由动量守恒定律可求出共同速度0 v m M m v += 上述过程中,设滑块A 对地的位移为s A ,B 对地位移为s B 。由图可知,s A ≠s B , 且s A =(s B +Δs ),根据动能定理: 对A :W fA =2020202B 2 1)(212121)(mv m M mv m mv mv s s f -+=-=?+-

动量和能量综合专题

动H和能H综合例析 例1、如图,两滑块A、B的质量分别为m i和m2, 皇8 . 置丁光滑的水平■面上,A、B问用一劲度系数7 77 // [/ 为K的弹簧相连。开始时两滑块静止,弹簧为原长。一质量为m的子弹以速度V 0沿弹簧长度方向射入滑块A并留在其中。试 求:(1)弹簧的最大压缩长度;(已知弹性势能公式E P=(1/2)KX2,其中K为劲度系数、X为弹簧的形变量);(2)滑块B相对丁地面的最大速度和最小速度。 【解】(1 )设子弹射入后A的速度为V】,有: V1 = — m V o= ( m + m i) Vi (1) 得:此时两滑块具有的相同速度为V,依前文中提到的解题策略有: )V (2) (m + m 1) Vi = (m + m i + m 2 十= -^(m + mj + 十 (2) mVo= (m + m 1) V2 + m?V3 :(皿*m])V技 +!也¥^ 由(1)、(4)、(5)式得:

V3 [ (m + m i+ m 2) V 3 — 2mV 0]=0 解得:V 3=0 (最小速度) 例2、如图,光滑水平面上有A 、B 两辆小车,C 球用0 .5 m 长的细线悬挂在A 车的 支架上,已知mA =m B =1kg , m c =0.5kg 。开始时B 车静止,A 车以V 。=4 m/s 的速度驶向B 车并与 其正碰后粘在一起。若碰撞时间极短且不计空气阻力, g 取10m/s 2 ,求C 球摆起的 最大高度。 【解】由丁 A 、B 碰撞过程极短,C 球尚未开始摆动, B A 1 _ ~~i I 1 ., “一橙一、厂 / / / / / / / / / / / / / / / 故对该过程依前文解题策略有: m A V °=(m A +m B )V I (1) -m A VQ 3 --C m A +m —)W E 内= 」 ⑵ B 、 C 有共同速度,该状态为终了状态,这个过程同样依解题策略处理有: (m A +mC )V 0=(m A +m B +m C )V 2 (3) 由上述方程分别所求出A 、B 刚粘合在一起的速度V 1=2 m / s, E 内=4 J, 系统最后的共同速度V 2= 2 .4 m/s,最后求得小球C 摆起的最大高度 h=0.16m 。 例3、质量为m 的木块在质量为 M 的长木板中央,木块与长木板间的动摩擦因数为 ,木 块和长木板一起放在光滑水平面上,并以速度 v 向右运动。为了使长木板能停在水平面上, 可以在木块上作用一时间极短的冲量。试求: (1) 要使木块和长木板都停下来,作用在木块上水平冲量的大小和方向如何? (2) 木块受到冲量后,瞬间获得的速度为多大?方向如何? (3) 长木板的长度要满足什么条件才行? 2mV 0 (最大速度) 对A 、B 、C 组成的系统,图示状态为初始状态, C 球摆起有最大高度时,A 、

专题20 动量与能量综合问题(解析版)

2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题20 动量与能量综合问题 【专题导航】 目录 热点题型一 应用动量能量观点解决“子弹打木块”模型 ..................................................................................... 1 热点题型二 应用动量能量观点解决“弹簧碰撞”模型 ......................................................................................... 4 热点题型三 应用动量能量观点解决“板块”模型 ............................................................................................... 9 热点题型四 应用动量能量观点解决斜劈碰撞现象 ............................................................................................. 13 【题型演练】 (16) 【题型归纳】 热点题型一 应用动量能量观点解决“子弹打木块”模型 子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作为一个典型,它的特点是:子弹以水平速度射向原来静止的木块,并留在木块中跟木块共同运动。下面从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一过程。 设质量为m 的子弹以初速度0v 射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d 。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。 要点诠释:子弹和木块最后共同运动,相当于完全非弹性碰撞。 从动量的角度看,子弹射入木块过程中系统动量守恒:()v m M mv +=0……① 从能量的角度看,该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为f ,设子弹、木块的位移大小分别为1s 、2s ,如图所示,显然有d s s =-21 对子弹用动能定理:20212 121mv mv s f -=?- ……① 对木块用动能定理:222 1 Mv s f =? ……① ①相减得:()() 2 22022121v m M Mm v m M mv d f +=+-= ? ……① 对子弹用动量定理:0 -mv mv t f -=? ……① s 2 d s 1 v 0

高中物理动量和能量知识点

学大教育设计人:马洪波 高考物理知识归纳(三) ---------------动量和能量 1.力的三种效应: 力的瞬时性(产生a)F=ma 、运动状态发生变化牛顿第二定律 时间积累效应( 冲量)I=Ft 、动量发生变化动量定理 空间积累效应( 做功)w=Fs 动能发生变化动能定理 2.动量观点:动量:p=mv= 2mE 冲量:I = F t K 动量定理:内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。 公式: F 合t = mv ’一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键) I=F 合t=F 1t 1+F 2t 2+---= p=P 末-P 初=mv 末-mv 初 动量守恒定律:内容、守恒条件、不同的表达式及含义:' p p ;p 0;p1 - p 2 P=P′(系统相互作用前的总动量P 等于相互作用后的总动量P′) ΔP=0 (系统总动量变化为0) 如果相互作用的系统由两个物体构成,动量守恒的具体表达式为 P1+P2=P1′+P2′(系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量) m1V 1+m2V 2=m1V 1′+m2V2′ ΔP=-ΔP'(两物体动量变化大小相等、方向相反) 实际中应用有:m1v1+m2v2= ' ' m1v m v ;0=m1v1+m2v2 m1v1+m2v2=(m1+m2)v 1 2 2 共 原来以动量(P)运动的物体,若其获得大小相等、方向相反的动量(-P),是导致物体静止或反向运动的临界条件。即:P+(-P)=0 注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、相对性 矢量性:对一维情况,先选定某一方向为正方向,速度方向与正方向相同的速度取正,反之取负,把矢 量运算简化为代数运算。 相对性: 所有速度必须是相对同一惯性参照系。 同时性:表达式中v1 和v2 必须是相互作用前同一时刻的瞬时速度,v ’和v ’必须是相互作用后同一时刻 1 2 的瞬时速度。 解题步骤:选对象,划过程;受力分析。所选对象和过程符合什么规律?用何种形式列方程;(先要规定正方向)求解并讨论结果。 3.功与能观点: 功W = Fs cos (适用于恒力功的计算)①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度 W= P ·t ( p= w t = F S t =Fv) 功率:P = W t (在t 时间内力对物体做功的平均功率) P = Fv (F 为牵引力,不是合外力;V 为即时速度时,P 为即时功率;V 为平均速度时,P 为平均功率;P 一定时,F 与V 成正比) 动能:E K= 1 2 mv 2 2 p 2m 重力势能E p = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关)

电学中的动量和能量问题__二轮专题

第2 课时电学中的动量和能量问题 高考题型 1 电场中的动量和能量问题 例1 (2018省市期末检测)如图1所示,轨道ABCDP位于竖直平面,其中圆弧段CD与水平段 AC 及倾斜段 DP 分别相切于 C 点和 D 点,水平段 BC 粗糙,其余都光滑, DP 段与水平面的夹角0= 37° D、C两点的高度差h= 0.1 m,整个轨道绝缘,处于方向水平向左、电场强度大小未知的匀强电场中,一个质量m1= 0.4 kg、带正电、电荷量未知的小物块I在 A点由 静止释放,经过时间t= 1 s,与静止在B点的不带电、质量 m2= 0.6 kg的小物块n碰撞并粘在一起后,在BC段上做匀速直线运动,到达倾斜段DP上某位置,物块I和n与轨道 BC段的动摩擦因数 尸 0.2, g= 10 m/s2, sin 37 = 0.6, cos 37= 0.8.求:

(1)物块i和n在BC段上做匀速直线运动的速度大小; ⑵物块I和n第一次经过圆弧段C点时,物块i和n对轨道压力的大小. 答案 (1)2 m/s (2)18 N 解析(1)物块I和n粘在一起在BC段上做匀速直线运动,设电场强度大小为 E,物块I带 电荷量为q,物块I与物块n碰撞前速度为V1,碰撞后共同速度为 V2,则 qE = p(m1 + m2)g qEt = m1V1 m1V1= (m1+ m2)V2 联立解得V2= 2 m/s; ⑵设圆弧段CD的半径为R,物块I和n经过C点时圆弧段轨道对物块支持力的大小为F N 则 R(1 - cos 0)= h V22 F N- (m1 + m2)g= (m1+ m2) — 解得:F N = 18 N,由牛顿第三定律可得物块I和n对轨道压力的大小为 18 N. 拓展训练1 (多选)(2018全国卷川21)如图2, 一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平;两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下 极板附近,与极板距离相等.现同时释放a、b,它们由静止开始运动.在随后的某时刻t, a、 b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面. a、b间的相互作用和重力可忽略.下列说确 的是( )

高中物理复习专题 动量与能量

专题三动量与能量 思想方法提炼 牛顿运动定律与动量观点和能量观点通常称作解决问题的三把金钥匙.其实它们是从三个不同的角度来研究力与运动的关系.解决力学问题时,选用不同的方法,处理问题的难易、繁简程度可能有很大差别,但在很多情况下,要三把钥匙结合起来使用,就能快速有效地解决问题. 一、能量 1.概述 能量是状态量,不同的状态有不同的数值的能量,能量的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的,力学中功是能量转化的量度,热学中功和热量是内能变化的量度. 高中物理在力学、热学、电磁学、光学和原子物理等各分支学科中涉及到许多形式的能,如动能、势能、电能、内能、核能,这些形式的能可以相互转化,并且遵循能量转化和守恒定律,能量是贯穿于中学物理教材的一条主线,是分析和解决物理问题的主要依据。在每年的高考物理试卷中都会出现考查能量的问题。并时常发现“压轴题”就是能量试题。 2.能的转化和守恒定律在各分支学科中表达式 (1)W合=△E k包括重力、弹簧弹力、电场力等各种力在内的所有外力对物体做的总功,等于物体动能的变化。(动能定理) (2)W F=△E除重力以外有其它外力对物体做功等于物体机械能的变化。(功能原理) 注:(1)物体的内能(所有分子热运动动能和分子势能的总和)、电势能不属于机械能 (2)W F=0时,机械能守恒,通过重力做功实现动能和重力势能的相互转化。 (3)W G=-△E P重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增加。重力势能 变化只与重力做功有关,与其他做功情况无关。 (4)W电=-△E P 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。在只有重力、电场力做功的系统内,系统的动能、重力势能、电势能间发生相互转化,但总和保持不变。 注:在电磁感应现象中,克服安培力做功等于回路中产生的电能,电能再通过电路转化为其他形式的能。 (5)W+Q=△E物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递的和(热力学第一定律)。 (6)mv02/2=hν-W 光电子的最大初动能等于入射光子的能量和该金属的逸出功之差。 (7)△E=△mc2在核反应中,发生质量亏损,即有能量释放出来。(可以以粒子的动能、光子等形式向外释放)

专题2 动量与能量

专题2 动量与能量 思想方法提炼 牛顿运动定律与动量观点和能量观点通常称作解决问题的三把金钥匙.其实它们是从三个不同的角度来研究力与运动的关系.解决力学问题时,选用不同的方法,处理问题的难易、繁简程度可能有很大差别,但在很多情况下,要三把钥匙结合起来使用,就能快速有效地解决问题. 一、能量 1.概述 能量是状态量,不同的状态有不同的数值的能量,能量的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的,力学中功是能量转化的量度,热学中功和热量是内能变化的量度. 高中物理在力学、热学、电磁学、光学和原子物理等各分支学科中涉及到许多形式的能,如动能、势能、电能、内能、核能,这些形式的能可以相互转化,并且遵循能量转化和守恒定律,能量是贯穿于中学物理教材的一条主线,是分析和解决物理问题的主要依据。在每年的高考物理试卷中都会出现考查能量的问题。并时常发现“压轴题”就是能量试题。 2.能的转化和守恒定律在各分支学科中表达式 (1)W合=△E k包括重力、弹簧弹力、电场力等各种力在内的所有外力对物体做的总功,等于物体动能的变化。(动能定理) (2)W F=△E除重力以外有其它外力对物体做功等于物体机械能的变化。(功能原理) 注:(1)物体的内能(所有分子热运动动能和分子势能的总和)、电势能不属于机械能 (2)W F=0时,机械能守恒,通过重力做功实现动能和重力势能的相互转化。(3)W G=-△E P重力做正 功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增加。重力势能变化只与重力做功有关,与其他做功情况无关。 (4)W电=-△E P 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。在只有重力、电场力做功的系统内,系统的动能、重力势能、电势能间发生相互转化,但总和保持不变。 注:在电磁感应现象中,克服安培力做功等于回路中产生的电能,电能再通过电路转化为其他形式的能。 (5)W+Q=△E物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递的和(热力学第一定律)。 (6)mv02/2=hν-W 光电子的最大初动能等于入射光子的能量和该金属的逸出功之差。 (7)△E=△mc2在核反应中,发生质量亏损,即有能量释放出来。(可以以粒子的动能、光子等形式向外释放) 动量与能量的关系 1.动量与动能 动量和能量都与物体的某一运动状态相对应,都与物体的质量和速度有关.但它们存在明显的不同:动量的大小与速度成正比p=mv;动能的大小与速度的平方成正比Ek=mv2/2p2=2mE k 动量是矢量而动能是标量.物体的动量发生变化时,动能不一定变化;但物体的动能一旦发生变化,则动量必发生变化. 2.动量定理与动能定理 动量定理:物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量.△p=I,冲量I=Ft是力对时间的积累效应 动能定理:物体动能的变化量等于外力对物体所做的功.△E k=W,功W=Fs是力对空间的积累效应. 3.动量守恒定律与机械能守恒定律 动量守恒定律与机械能守恒定律所研究的对象都是相互作用的物体系统,(在研究某个物体与地球组成的系统的机械能守恒时,通常不考虑地球的影响),且研究的都是某一物理过程.动量守恒定律的内容是:一个系统不受外力或者所受外力之和为0,这个系统的总动量保持不变;机械能守恒定律的内容是:在只有重力和弹簧弹力做功的情形下,系统机械能的总量保持不变 运用动量守恒定律值得注意的两点是:(1)严格符合动量守恒条件的系统是难以找到的.如:在空中爆炸或碰撞的物体受重力作用,在地面上碰撞的物体受摩擦力作用,但由于系统间相互作用的内力远大于外界对系统的作用,所以在作用前后的瞬间系统的动量可认为基本上是守恒的.(2)即使系统所受的外力不为

高中物理运用动量和能量观点解题的思路

运用动量和能量观点解题的思路 动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛,是自然界中普遍适用的基本规律,因此是高中物理的重点,也是高考考查的重点之一。试题常常是综合题,动量与能量的综合,或者动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、原子物理等知识的综合。试题的情景常常是物理过程较复杂的,或者是作用时间很短的,如变加速运动、碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。 冲量是力对时间的积累,其作用效果是改变物体的动量;功是力对空间的积累,其作用效果是改变物体的能量;冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关系,在此基础上,还很容易理解守恒定律的条件,要守恒,就应不存在引起改变的原因。能量还是贯穿整个物理学的一条主线,从能量角度分析思考问题是研究物理问题的一个重要而普遍的思路。 应用动量定理和动能定理时,研究对象一般是单个物体,而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时,研究对象必定是系统;此外,这些规律都是运用于物理过程,而不是对于某一状态(或时刻)。因此,在用它们解题时,首先应选好研究对象和研究过程。对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起来是否简便。选取时应注意以下几点:1.选取研究对象和研究过程,要建立在分析物理过程的基础上。临界状态往往应作为研究过程的开始或结束状态。 2.要能视情况对研究过程进行恰当的理想化处理。 3.可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起作为一个系统来研究,有时这样做,可使问题大大简化。 4.有的问题,可以选这部分物体作研究对象,也可以选取那部分物体作研究对象;可以选这个过程作研究过程,也可以选那个过程作研究过程;这时,首选大对象、长过程。 确定对象和过程后,就应在分析的基础上选用物理规律来解题,规律选用的一般原则是:1.对单个物体,宜选用动量定理和动能定理,其中涉及时间的问题,应选用动量定理,而涉及位移的应选用动能定理。 2.若是多个物体组成的系统,优先考虑两个守恒定律。 3.若涉及系统内物体的相对位移(路程)并涉及摩擦力的,要考虑应用能量守恒定律。 例1图1中轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平直导轨上,弹簧处于原长状态。另一质量与B相同的滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B滑行。当A 滑过距离时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B紧贴在一起运动,但互不粘连。已知最后A恰好回到出发点P并停止。滑块A和B与导轨的摩擦因数都为,运动过程中弹簧最大形变量为,重力加速度为。求A从P点出发时的初速度。 解析:首先要将整个物理过程分析清楚,弄清不同阶段相互作用的物体和运动性质,从而为正确划分成若干阶段进行研究铺平道路。即A先从P点向左滑行过程,受摩擦力作用做 匀减速运动。设A刚接触B时的速度为,对A根据动能定理,有

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