《2019高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題二 功和能 動(dòng)量 7 動(dòng)量 動(dòng)量的綜合應(yīng)用課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題二 功和能 動(dòng)量 7 動(dòng)量 動(dòng)量的綜合應(yīng)用課件.ppt（43頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第7講動(dòng)量動(dòng)量的綜合應(yīng)用 知識(shí)脈絡(luò)梳理 規(guī)律方法導(dǎo)引 知識(shí)脈絡(luò)梳理 規(guī)律方法導(dǎo)引 1 動(dòng)量定理 1 內(nèi)容 物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過程中所受力的沖量 2 表達(dá)式 F t p p p 3 矢量性 動(dòng)量變化量的方向與合力的方向相同 可以在某一方向上應(yīng)用動(dòng)量定理 2 動(dòng)量 動(dòng)能 動(dòng)量的變化量的關(guān)系 1 動(dòng)量的變化量 p p p 2 動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系 3 動(dòng)量守恒定律 1 條件 系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的矢量和為零 2 表達(dá)式 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 動(dòng)量 動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律例1 多選 2017 全國(guó)卷 一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng) F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示 則 A t 1s時(shí)物塊的速率為1m sB t 2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg m sC t 3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kg m sD t 4s時(shí)物塊的速度為零 AB 解析根據(jù)動(dòng)量定理Ft m v得 t 1s時(shí)物塊的速率為1m s A正確 t 2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg m s B正確 t 3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為前3s內(nèi)圖線與時(shí)間軸所圍成圖形的總面積S 2 2N s 1 1N s 3N s 故t 3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為3kg m s C錯(cuò)誤 由于前4s內(nèi)圖線與時(shí)間軸所圍成圖形的總面積不為零 故沖量不為零 速度不為零 D錯(cuò)誤 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 例2如圖所示 質(zhì)量為m1 0 2kg的小物塊A 沿水平面與小物塊B發(fā)生正碰 小物塊B的質(zhì)量為m2 1kg 碰撞前 A的速度大小為v0 3m s B靜止在水平地面上 由于兩物塊的材料未知 將可能發(fā)生不同性質(zhì)的碰撞 已知A B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 0 2 重力加速度g取10m s2 求碰后B在水平面上滑行的時(shí)間 答案0 25s t 0 5s 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析假如兩物塊發(fā)生的是完全非彈性碰撞 碰后的共同速度為v1 則由動(dòng)量守恒定律有m1v0 m1 m2 v1碰后 A B一起滑行直至停下 設(shè)滑行時(shí)間為t1 則由動(dòng)量定理有 m1 m2 gt1 m1 m2 v1解得t1 0 25s假如兩物塊發(fā)生的是完全彈性碰撞 碰后A B的速度分別為vA vB 則由動(dòng)量守恒定律有m1v0 m1vA m2vB由機(jī)械能守恒有 設(shè)碰后B滑行的時(shí)間為t2 則 m2gt2 m2vB解得t2 0 5s可見 碰后B在水平面上滑行的時(shí)間t滿足0 25s t 0 5s 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 思維導(dǎo)引由于A B發(fā)生碰撞性質(zhì)有多種情況 先討論兩種極限情況的滑行時(shí)間 即彈性碰撞和完全非彈性碰撞的滑行時(shí)間 實(shí)際滑行時(shí)間應(yīng)該介于這兩種情況之間 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 拓展訓(xùn)練 2018 全國(guó)卷 一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動(dòng)能E后 從地面豎直升空 當(dāng)煙花彈上升的速度為零時(shí) 彈中火藥爆炸 將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分 兩部分獲得的動(dòng)能之和也為E 且均沿豎直方向運(yùn)動(dòng) 爆炸時(shí)間極短 重力加速度大小為g 不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量 求 1 煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時(shí)間 2 爆炸后煙花彈向上運(yùn)動(dòng)的部分距地面的最大高度 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析 1 設(shè)煙花彈上升的初速度為v0 由題給條件有 設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時(shí)間為t 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有0 v0 gt 聯(lián)立 式得 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 2 設(shè)爆炸時(shí)煙花彈距地面的高度為h1 由機(jī)械能守恒定律有E mgh1 火藥爆炸后 煙花彈上 下兩部分均沿豎直方向運(yùn)動(dòng) 設(shè)炸后瞬間其速度分別為v1和v2 由題給條件和動(dòng)量守恒定律有 由 式知 煙花彈兩部分的速度方向相反 向上運(yùn)動(dòng)部分做豎直上拋運(yùn)動(dòng) 設(shè)爆炸后煙花彈上部分繼續(xù)上升的高度為h2 由機(jī)械能守恒定律有 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 規(guī)律方法一般碰撞的三個(gè)制約關(guān)系一般碰撞介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間 動(dòng)量守恒 機(jī)械能 或動(dòng)能 有損失 遵循以下三個(gè)制約關(guān)系 1 動(dòng)量制約 碰撞過程中必須受到動(dòng)量守恒定律的制約 總動(dòng)量的方向恒定不變 即p1 p2 p1 p2 2 動(dòng)能制約 在碰撞過程中 碰撞雙方的總動(dòng)能不會(huì)增加 即Ek1 Ek2 Ek1 Ek2 3 運(yùn)動(dòng)制約 碰撞要受到運(yùn)動(dòng)的合理性要求的制約 如果碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng) 碰撞后原來(lái)在前面的物體速度必增大 且大于或等于原來(lái)在后面的物體的碰后速度 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律在動(dòng)力學(xué)中的綜合應(yīng)用例3 多選 如圖甲所示 一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1和m2的兩物塊A B相連接 并靜止在光滑的水平面上 現(xiàn)使物塊B瞬時(shí)獲得水平向右的速度3m s 以此刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn) 兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示 從圖象信息可得 A 在t1 t3時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度1m s 且彈簧都處于伸長(zhǎng)狀態(tài)B 從t3到t4時(shí)刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長(zhǎng)C 兩物塊的質(zhì)量之比為m1 m2 1 2D 在t2時(shí)刻物塊A與B的動(dòng)能之比為Ek1 Ek2 8 1 BD 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移 在t1時(shí)刻物塊B的位移大于物塊A的位移 此時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài) 在t3時(shí)刻物塊B做加速運(yùn)動(dòng) 即受到向右的彈力 所以此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài) 當(dāng)物塊B的加速度為零時(shí) 彈簧彈力為零 所以t4時(shí)刻物塊B受到的彈力為零 即彈簧恢復(fù)原長(zhǎng) 故從t3到t4時(shí)刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長(zhǎng) 所以A錯(cuò)誤 B正確 由于整個(gè)過程中兩物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 故在0 t1過程中有m2 3m s m2 m1 1m s 解得m1 m2 2 1 C錯(cuò)誤 在t2時(shí)刻物塊A的速度為vA 2m s 物塊B的速度為vB 1m s 解得Ek1 Ek2 8 1 故D正確 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 例4如圖所示 一條帶有圓軌道的長(zhǎng)軌道水平固定 圓軌道豎直 底端分別與兩側(cè)的直軌道相切 半徑R 0 5m 物塊A以v0 6m s的速度滑入圓軌道 滑過最高點(diǎn)Q 再沿圓軌道滑出后 與直軌上P處?kù)o止的物塊B碰撞 碰后粘在一起運(yùn)動(dòng) P點(diǎn)左側(cè)軌道光滑 右側(cè)軌道呈粗糙段 光滑段交替排列 每段長(zhǎng)度都為l 0 1m 物塊與各粗糙段間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為 0 1 A B的質(zhì)量均為m 1kg 重力加速度g取10m s2 A B視為質(zhì)點(diǎn) 碰撞時(shí)間極短 1 求A滑過Q點(diǎn)時(shí)的速度大小v和受到的彈力大小F 2 若碰后AB最終停止在第k個(gè)粗糙段上 求k的數(shù)值 3 求碰后AB滑至第n個(gè) n k 光滑段上的速度vn與n的關(guān)系式 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 思維導(dǎo)引1 物塊A從開始到Q的運(yùn)動(dòng)過程中 機(jī)械能守恒 2 物塊A和物塊B碰撞過程中動(dòng)量守恒 碰撞后整體的動(dòng)能由于摩擦全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 規(guī)律方法動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律在動(dòng)力學(xué)中的綜合應(yīng)用分析思路1 選取研究對(duì)象 以機(jī)械能守恒定律 能量守恒定律及動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象為系統(tǒng) 2 選取研究過程及其過程中所遵循的物理規(guī)律 要特別注意動(dòng)能定理 機(jī)械能守恒定律 能量守恒定律 動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律的靈活應(yīng)用 3 列方程求解 4 檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律在電磁學(xué)中的綜合應(yīng)用例5如圖所示 兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌MN PQ放在水平面上 左端向上彎曲 導(dǎo)軌間距為l 電阻不計(jì) 水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 導(dǎo)體棒a與b的質(zhì)量均為m 電阻值分別為Ra R Rb 2R b棒放置在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處 a棒在弧形導(dǎo)軌上距水平面h高度處由靜止釋放 運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直 重力加速度為g 1 求a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力的大小和方向 2 求最終穩(wěn)定時(shí)兩棒的速度大小 3 從a棒開始下落到最終穩(wěn)定的過程中 求b棒上產(chǎn)生的內(nèi)能 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 思維導(dǎo)引1 兩棒最終的穩(wěn)定速度相等 2 a棒和b棒在電路中串聯(lián) a棒產(chǎn)生的內(nèi)能是b棒產(chǎn)生的內(nèi)能的 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 例6如圖所示 豎直平面MN與紙面垂直 MN右側(cè)的空間存在著垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng) MN左側(cè)的水平面光滑 右側(cè)的水平面粗糙 質(zhì)量為m的物體A靜止在MN左側(cè)的水平面上 已知該物體帶負(fù)電 電荷量的大小為q 一質(zhì)量為m的不帶電的物體B以速度v0沖向物體A并發(fā)生彈性碰撞 碰撞前后物體A的電荷量保持不變 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 解析 1 設(shè)A B碰撞后的速度分別為vA vB 由于A B發(fā)生彈性碰撞 動(dòng)量 動(dòng)能均守恒 則有 2 a A的速度達(dá)到最大值vm時(shí)合力為零 受力如圖所示 豎直方向合力為零 有FN qvmB mg 水平方向合力為零 有qE FN 根據(jù)動(dòng)能定理 有 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 命題熱點(diǎn)一 命題熱點(diǎn)二 命題熱點(diǎn)三 規(guī)律方法電磁感應(yīng)中的導(dǎo)體棒問題要注意下列三點(diǎn)1 涉及單棒問題 一般考慮動(dòng)量定理 2 涉及雙棒問題 一般考慮動(dòng)量守恒 3 導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)過程要注意電路的串并聯(lián)及能量轉(zhuǎn)化和守恒 1 2 3 4 4 5 1 2018 全國(guó)卷 高空墜物極易對(duì)行人造成傷害 若一個(gè)50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下 與地面的碰撞時(shí)間約為2ms 則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為 A 10NB 102NC 103ND 104N C 層樓高約3m 則h 24 3m 72m 設(shè)豎直向上為正方向 對(duì)雞蛋沖擊地面過程 根據(jù)動(dòng)量定理 有Ft mgt 0 mv 解得F 1 103N 由牛頓第三定律可知 雞蛋對(duì)地面的沖擊力約為103N 選項(xiàng)C正確 1 2 3 4 5 2 如圖所示 現(xiàn)有甲 乙兩滑塊 質(zhì)量分別為3m和m 以相同的速率v在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng) 發(fā)生碰撞 已知碰撞后 甲滑塊靜止不動(dòng) 則 A 碰撞前總動(dòng)量是4mvB 碰撞過程動(dòng)量不守恒C 碰撞后乙的速度大小為2vD 碰撞屬于非彈性碰撞 C 1 2 3 4 5 3 有一個(gè)質(zhì)量為0 5kg的籃球從h 0 8m的高度落到水平地板上 每彈跳一次上升的高度總等于前一次的0 64 且每次球與地面接觸時(shí)間相等 空氣阻力不計(jì) 與地面碰撞時(shí) 籃球重力可忽略 重力加速度g取10m s2 1 第一次球與地板碰撞 求地板對(duì)球的沖量的大小 2 相鄰兩次球與地板碰撞的平均沖力大小之比是多少 答案 1 3 6N s 2 5 4 1 2 3 4 5 解析 1 籃球原高度為h 與地面第一次碰前瞬時(shí)速度為 由v2 2gh可知碰后的速度為v1 0 8v0 0 8 4m s 3 2m s選向上為正方向 由動(dòng)量定理有I mv1 mv0 1 8mv0 1 8 0 5 4N s 3 6N s 1 2 3 4 5 2 第二次碰前瞬時(shí)速度和第二次碰后瞬時(shí)速度關(guān)系為v2 0 8v1 0 82v0設(shè)兩次碰撞中地板對(duì)球的平均沖力分別為F1 F2 選向上為正方向 由動(dòng)量定理有F1t mv1 mv0 1 8mv0F2t mv2 mv1 1 8mv1 1 44mv0F1 F2 5 4易知在以后的運(yùn)動(dòng)中 前后兩次碰撞的平均沖力大小之比不變 仍為5 4 1 2 3 4 5 4 2017 天津卷 如圖所示 物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連 跨放在質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪兩側(cè) 質(zhì)量分別為mA 2kg mB 1kg 初始時(shí)A靜止于水平地面上 B懸于空中 現(xiàn)將B豎直向上再舉高h(yuǎn) 1 8m 未觸及滑輪 然后由靜止釋放 一段時(shí)間后細(xì)繩繃直 A B以大小相等的速度一起運(yùn)動(dòng) 之后B恰好可以和地面接觸 g取10m s2 空氣阻力不計(jì) 求 1 B從釋放到細(xì)繩剛繃直時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 2 A的最大速度v的大小 3 初始時(shí)B離地面的高度h0 答案 1 0 6s 2 2m s 3 0 6m 1 2 3 4 5 解析 1 B從釋放到細(xì)繩剛繃直前做自由落體運(yùn)動(dòng) 有h gt2 代入數(shù)據(jù)解得t 0 6s 2 設(shè)細(xì)繩繃直前瞬間B速度大小為vB 有vB gt 細(xì)繩繃直瞬間 細(xì)繩張力遠(yuǎn)大于A B的重力 A B相互作用 由動(dòng)量守恒得mBvB mA mB v 之后A做勻減速運(yùn)動(dòng) 所以細(xì)繩繃直后瞬間的速度v即為最大速度 聯(lián)立 式 代入數(shù)據(jù)解得v 2m s 3 細(xì)繩繃直后 A B一起運(yùn)動(dòng) B恰好可以和地面接觸 說(shuō)明此時(shí)A B的速度為零 這一過程中A B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 有 mA mB v2 mBgh0 mAgh0 代入數(shù)據(jù)解得h0 0 6m 1 2 3 4 5 5 如圖所示 相距l(xiāng)的光滑金屬導(dǎo)軌 半徑為R的圓弧部分豎直放置 直的部分固定于水平地面 MNQP范圍內(nèi)有方向豎直向下 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌且接觸良好 cd靜止在磁場(chǎng)中 ab從圓弧導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放 進(jìn)入磁場(chǎng)后與cd沒有接觸 已知ab的質(zhì)量為m 電阻為r cd的質(zhì)量為3m 電阻為r 金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì) 重力加速度為g 1 求ab到達(dá)圓弧底端時(shí)對(duì)軌道的壓力大小 2 在圖中標(biāo)出ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)cd中的電流方向 3 若cd離開磁場(chǎng)時(shí)的速度是此刻ab速度的一半 求cd離開磁場(chǎng)后的瞬間 ab受到的安培力大小 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 多研究對(duì)象 多過程碰撞問題 典例示范 如圖所示 質(zhì)量m0 3 5kg的小車M靜止于光滑水平面上靠近桌子處 其上表面與水平桌面相平 小車長(zhǎng)l 1 2m 其左端放有一質(zhì)量為0 5kg的滑塊Q 水平放置的輕彈簧左端固定 質(zhì)量為1kg的小物塊P置于桌面上的A點(diǎn)并與彈簧的右端接觸 此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng) 現(xiàn)用水平向左的推力將P緩慢推至B點(diǎn) 彈簧仍在彈性限度內(nèi) 推力做的功為WF 6J 撤去推力后 P沿桌面滑到小車上并與Q相碰 最后Q停在小車的右端 P停在距小車左端s 0 5m處 已知A B間距l(xiāng)1 5cm A點(diǎn)離桌子邊沿C點(diǎn)距離l2 90cm P與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù) 1 0 4 P Q與小車表面間動(dòng)摩擦因數(shù) 2 0 1 g取10m s2 求 1 P到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度vC 2 P與Q碰撞后瞬間Q的速度大小和小車最后的速度 分析推理 1 彈簧彈力和摩擦力 2 最后速度相等 思維流程 以題說(shuō)法動(dòng)量和能量結(jié)合作為一個(gè)不變的主題 一直是高考考查的主方向 分析時(shí)確定初 末狀態(tài)的動(dòng)量和能量 根據(jù)能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律列式分析計(jì)算時(shí) 特別要注意摩擦產(chǎn)生的熱量是摩擦力與相對(duì)路程的乘積 針對(duì)訓(xùn)練如圖所示 光滑水平面上靜止著一輛質(zhì)量為3m的平板車A 車上有兩個(gè)小滑塊B和C 都可視為質(zhì)點(diǎn) B的質(zhì)量為m 與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2 C的質(zhì)量為2m 與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 t 0時(shí)刻B C分別從車板的左 右兩端同時(shí)以初速度v0和2v0相向滑上小車 在以后的運(yùn)動(dòng)過程中B與C恰好沒有相碰 已知重力加速度為g 設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等 求 1 平板車的最大速度v和達(dá)到最大速度經(jīng)歷的時(shí)間t 2 平板車平板總長(zhǎng)度l 解析 1 從起始到三者共速過程中 A B C系統(tǒng)動(dòng)量守恒 以水平向左為正方向2m 2v0 mv0 6mv從起始到三者共速過程是C做勻減速運(yùn)動(dòng)的過程 平板車先靜止 后做勻加速運(yùn)動(dòng) 故最大速度為三者的共速 Ff 2maFf 2 mgv 2v0 at 2 從起始到三者共速過程中 B相對(duì)A向右勻減速到速度為零后與A一起向左勻加速 C相對(duì)A向左勻減速 B和C對(duì)A的滑動(dòng)摩擦力大小均為Ff 2 mg