2018年高考物理二轮复习第三部分临考教材回扣经典题型再做考前第7天功能关系动量守恒定律课件新人教版

(1)该轿车在 MO 段行驶时的阻力大小； (2)该轿车在运动过程中刚好通过 O 点时加速度的大小； (3)该轿车由 O 运动到 N 的过程中位移的大小．
解析 该题涉及机车以恒定功率启动的模型，轿车在 MO 段以 10 m/s的速度匀速运动一段时间，进入 ON 段后轿车所受 的摩擦阻力变大，仍保持额定功率 20 kW 不变做加速度逐渐减 小的变减速运动，最终轿车以 5 m/s 的速度做匀速直线运动．
1．两个基本概念——功和功率 (1)功的计算 ①恒力做功的计算公式：W＝Flcos α. ②变力做功的计算 a．用动能定理 W＝ΔEk 或功能关系 W＝ΔE 计算． b．变力做功的功率一定时，用功率和时间计算：W＝Pt. c．将变力做功转化为恒力做功．
③总功的计算 a．先求物体所受的合外力，再求合外力所做的功． b．先求每个力做的功，再求各力做功的代数和． (2)功率的计算 P＝Wt 是功率的定义式，P＝Fv 是功率的计算式．
4．两个定律——机械能守恒定律和动量守恒定律 (1)机械能守恒定律． ①守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功． ②机械能守恒定律的三种表达形式及用法． a．E2＝E1 或 Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1，运用这种形式的表达式 时，应选好参考面． b．ΔEk 增＝ΔEp 减或 ΔEk 减＝ΔEp 增． c．ΔEA 增＝ΔEB 减或 ΔEA 减＝ΔEB 增．
1．一小球以一定的初速度从图示位置
进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道 1，再
进入圆轨道 2，圆轨道 1 的半径为 R，圆轨
道 2 的半径是轨道 1 的 1.8 倍，小球的质量为 m，若小球恰好能
通过轨道 2 的最高点 B，则小球在轨道 1 上经过 A 处时对轨道
的压力为( )
A．2mg
B．3mg
C．4mg
(1)小木块滑出时的速度； (2)小木块在滑动过程中产生的热量； (3)子弹射入小木块前的速度． 解析 (1)小木块从平台滑出后做平抛运动 有 h＝12gt2 得 t＝0.4 s 木块飞出时的速度 v2＝s′t ＝2 m/s
(2)因为小木块在平台上滑动过程中做匀减速运动，根据 v22－v21＝－2as 知 v2s 图象的斜率 k＝4－110＝－2a 得小木块在平台上滑动的加速度大小 a＝3 m/s2 根据牛顿第二定律，得 Ff＝(M＋m)a＝(0.99＋0.01)×3 N＝3 N 根据能量守恒定律，得小木块在滑动过程中产生的热量 Q＝Ff·s＝6 J
3．如下图甲所示，在高 h＝0.8 m 的平台上放置一质量为 M＝0.99 kg 的小木块(可视为质点)，小木块距平台右边缘距离 d ＝2 m，一质量 m＝0.01 kg 的子弹沿水平方向射入小木块并留 在其中，然后一起向右运动，在平台上运动的 v2－s 关系如图乙 所示．最后，小木块从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离 s′＝0.8 m 的地面上，g 取 10 m/s2，求：
(3)由图象可得110－－0v21＝42－－110 解得小木块刚开始滑动时的速度为 v1＝4 m/s 子弹射入木块的过程中，根据动量守恒定律，有 mv0＝(M＋m)v1 解得 v0＝400 m/s 答案 (1)2 m/s (2)6 J (3)400 m/s
4．如图所示，半径 R＝0.4 m 的光滑 圆弧轨道 BC 固定在竖直平面内，轨道的 上端点 B 和圆心 O 的连线与水平方向的 夹角 θ＝30°，下端点 C 为轨道的最低点， 圆弧轨道与粗糙水平面相切于 C 点，一根 轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上，质量 m＝0.1 kg 的小物块 (可视为质点)从空中 A 点以 v0＝2 m/s的速度被水平抛出，恰好 从 B 点沿轨道切线方向进入轨道，经过 C 点后在水平面上向右
A．子弹在每个水球中的速度变化相同 B．子弹在每个水球中运动的时间不同 C．每个小球对子弹的冲量不同 D．子弹在每个水球中的动能变化相同
BCD 恰好能穿出第 4 个水球，即末速度 v＝0，逆向看子 弹由右向左做初速度为零的匀加速直线运支，则自左向右子弹 通过四个水球的时间比为(2－ 3)∶( 3－ 2)∶( 2－1)∶1，则 B 正确．由于加速度 a 恒定，由 at＝Δv，可知子弹在每个水球 中的速度变化不同，A 项错误．因加速度恒定，则每个水球对 子弹的阻力恒定，则由 I＝ft 可知每个水球对子弹的冲量不同， C 项正确．由动能定理有 ΔEk＝fx，f 相同，x 相同，则 ΔEk 相 同，D 项正确．
(2)动量守恒定律
5．一条主线——功能关系 (1)合力做功与物体动能改变之间的关系：合力做的功等于 物体动能的增量，即 W 合＝Ek2－Ek1(动能定理)． (2)重力做功与物体重力势能改变之间的关系：重力做的功 等于物体重力势能增量的负值，即 WG＝－ΔEp. (3)弹力做功与物体弹性势能改变之间的关系：弹力做的功 等于物体弹性势能增量的负值，即 W＝－ΔEp. (4)除了重力和系统内弹力之外的力做功与机械能改变之间 的关系：其他力做的总功等于系统机械能的增量，即 W 其他＝ΔE.
(3)小物块运动到 D 点时弹簧的弹性势能最大，小物块从 B 点运动到 D 点过程，由能量守恒定律有
Epm＝12mv2B＋mgR(1＋sin θ)－μmgL＝0.8 J. 答案 (1)4 m/s (2)8 N (3)0.8 J
5．晓宇在研究一辆额定功率为 P＝20 kW 的轿车的性能， 他驾驶一轿车在如图甲所示的平直路面上运动，其中轿车与 ON 段路面间的动摩擦因数比轿车与 MO 段路面间的动摩擦因数 大．晓宇驾驶轿车保持额定功率以 10 m/s 的速度由 M 向右运动， 该轿车从 M 向右运动到 N 的过程中，通过速度传感器测量出轿 车的速度随时间的变化规律图象如图乙所示，在 t＝15 s 时图线 的切线与横轴平行．已知轿车的质量为 m＝2 t，轿车在 MO 段、 ON 段运动时与路面之间的阻力大小分别保持不变．求：
2．一个模型——机车启动模型 (1)恒定功率启动
(2)恒定加速度启动
3．解题“利器”——动能定理
(1)动能定理
表达式
W＝ΔEk＝12mv2定理的理解 W＜0，物体的动能减少
W＝0，物体的动能不变
(2)动能定理的应用思路 “两点一过程”：“两点”指初状态和末状态及其对应的 动能 Ek1、Ek2；“一过程”指初状态到末状态的运动过程及其 合力做的功 W 合，根据 W 合＝Ek2－Ek1 列动能定理方程．
(1)轿车在 MO 段运动时，以 10 m/s 的速度匀速运动，有 F1＝f1，P＝F1v1
联立解得 f1＝20×10103 N＝2 000 N.
(2)轿车在 ON 段保持额定功率不变，由图象可知 t＝15 s 时 轿车开始做匀速直线运动，此时由力的平衡条件有
F2＝f2，P＝F2v2 联立解得 f2＝20×5103 N＝4 000 N. t＝5 s 时轿车经过 O 点，开始做减速运动，有 F1－f2＝ma 解得 a＝－1 m/s2 轿车通过 O 点时加速度大小为 1 m/s2.
D．5mg
C 小球恰好能通过轨道 2 的最高点 B 时，有 mg＝1m.8vR2B， 小球在轨道 1 上经过 A 处时，有 F＋mg＝mRvA2 ，根据机械能守 恒，有 1.6mgR＝12mv2A－12mv2B，解得 F＝4mg，C 项正确．
2．(多选)几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》 的实验结果是：四个水球足够！完全相同的水球紧挨在一起水 平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能 穿出第 4 个水球，则可以判断的是( )
解析 (1)小物块恰好从 B 点沿轨道切线方向进入轨道，由 几何关系有 vB＝sivn0θ＝4 m/s.
(2)小物块从 B 点运动到 C 点过程，由机械能守恒定律得 mgR(1＋sin θ)＝12mv2C－12mv2B 在 C 点处，设轨道对小物块的支持力大小为 F，由牛顿第 二定律有 F－mg＝mvR2C 解得 F＝8 N 根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上 C 点时对轨道 的压力大小为 8 N.
(3)由动能定理可知 Pt－f2x＝12mv22－12mv21 解得 x＝68.75 m. 答案 (1)2 000 N (2)1 m/s2 (3)68.75 m
运动至 D 点时，弹簧被压缩至最短，C、D 两点间的水平距离 L ＝1.2 m，小物块与水平面间的动摩擦因数 μ＝0.5，g 取 10 m/s2. 求：
(1)小物块经过圆弧轨道上 B 点时的速度大小 vB； (2)小物块经过圆弧轨道上 C 点时对轨道的压力大小； (3)在上述过程中弹簧的弹性势能的最大值 Epm.