2010届高三物理备考专题复习：动量与能量

2010届高三物理专题复习:动量与能量一、知识概要注意汽车的两种启动方式。

二、对比区别基本概念和基本规律1、⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧=⎩⎨⎧=总功总冲量一般由动能定理求解変力做功，方法较多，恒力做功功（标量）定理求解変力冲量，一般由动量恒力冲量的方向决定）冲量（矢量，方向有力αcos FS W Ft I 2、⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==--=----=--k K k mE P m P E v mv E v mv p 222122或二者大小关系瞬时状态量大小有关）（只跟动能（标量）瞬时状态量同向）（方向与动量（矢量）3、⎩⎨⎧----差（顺序不能变）等于末动能与初动能之动能变化量（标量）要规定正方向）矢量差（顺序不能变，等于末动量与初动量的动量变化量（矢量）⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=⋅⋅⋅++-=⎩⎨⎧-=⋅⋅⋅++-=20221202021021212121cos 4mv mv W W mv mv S F mv mv Ft Ft mv mv t F t t t t 于动能变化量各外力所做功的总和等变化量合外力做的功等于动能）动能定理（标量表达式于动量变化量各外力冲量的矢量和等变化量合外力的冲量等于动量）动量定理（矢量表达式、合合α 5、⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧某个系统的机械能守恒单个物体的机械能守恒意问题）表达式，守恒条件，注机械能守恒定律（标量问题）达式，守恒条件，注意动量守恒定律（矢量表6、功能原理⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=初末其他初末其他于系统机械能增量其他力所做功代数和等内部弹簧弹力做功外，对系统，除重力及系统于机械能增量其他力所做功代数和等对单个物体，除重力外E E WE E W 7、重力做功与重力势能变化 三、注意事项冲量是力对时间的积累，其作用效果是改变物体的动量；功是力对位移的积累，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，对此，要像熟悉力和运动的关系一样熟悉。

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，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，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。

四、2009年高考题选讲 1、（09年全国卷Ⅰ）21．质量为M 的物块以速度V 运动，与质量为m 的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m 可能为A.2B.3C.4D. 5 2、（09年全国卷Ⅱ）20. 以初速度v 0竖直向上抛出一质量为m 的小物体。

假定物块所受的空气阻力f 大小不变。

已知重力加速度为g ，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为A ．202(1)v fg mg+和mg f v mg f -+．202(1)v f g mg +和mgv mg f +C ．2022(1)v f g mg+和mg f v mg f -+．2022(1)v f g mg+和mgv mg f +3、（09年上海物理）5．小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H ，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面。

在上升至离地高度h 处，小球的动能是势能的两倍，在下落至离高度h 处，小球的势能是动能的两倍，则h 等于A ．H /9B ．2H /9C ．3H /9D ．4H /9 4、（09年宁夏卷）17. 质量为m 的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。

力的大小F 与时间t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则A ． 03t 时刻的瞬时功率为m t F 0205B ．03t 时刻的瞬时功率为mt F 02015C ．在0=t 到03t 这段时间内，水平力的平均功率为m t F 423020D. 在0=t 到03t 这段时间内，水平力的平均功率为mt F 6250205、（09年浙江自选模块）13.“二氧化碳是引起地球温室效应的原因之一，减少二氧化碳的排放是人类追求的目标。

下列能源利用时均不会引起二氧化碳排放的是A.氢能、核能、太阳能B.风能、潮汐能、核能C.生物质能、风能、氢能D.太阳能、生物质能、地热能 6、（09年全国卷Ⅰ）25．(18分) 如图所示，倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m 的木箱，相邻两木箱的距离均为l 。

工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一与其它木箱碰撞。

每次碰撞后木箱都粘在一起运动。

整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。

已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.设碰撞时间极短，求(1) 工人的推力；(2) 三个木箱匀速运动的速度； (3) 在第一次碰撞中损失的机械能。

7、（09年北京卷）24．（20分）（1）如图1所示，ABC 为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC 段水平，AB 段与BC 段平滑连接。

质量为1m 的小球从高位h 处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC 段上质量为2m 的小球发生碰撞，碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。

求碰撞后小球2m 的速度大小2v ；（2）碰撞过程中的能量传递规律在屋里学中有着广泛的应用。

为了探究这一规律，我们才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的可简化力学模型。

如图2所示，在固定光滑水平轨道上，质量分别为1231n m m m m -、、……、n m ……的若干个球沿直线静止相间排列，给第1个球初能1k E ，从而引起各球的依次碰撞。

定义其中第n 个球经过依次碰撞后获得的动能k E 与1k E 之比为第1个球对第n 个球的动能传递系数1n k 。

a.求1n kb.若10004,,k m m m m m ==为确定的已知量。

求2m 为何值时，1n k 值最大8、（09年天津卷）10.(16分)如图所示，质量m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。

物块与车面间的动摩擦因数 =0.5,取g=10 m/s2，求（1）物块在车面上滑行的时间t;（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。

9、（09年山东卷）38．（4分）[物理——物理3-５]（2）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为m B=m c=2m,m A=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。

开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。

某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。

求B与C碰撞前B的速度。

10、（09年四川卷）23.(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。

在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率0 v达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m=1.02 m/s的匀速运动。

取g=10 m/s2,不计额外功。

求：(1)起重机允许输出的最大功率。

(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

11、（09年上海物理）20．（10分）质量为5⨯103 kg的汽车在t＝0时刻速度v0＝10m/s，随后以P＝6⨯104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5⨯103N。

求：（1）汽车的最大速度v m；（2）汽车在72s内经过的路程s。

12、（09年重庆卷）23.（16分）2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注。

冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如题23图，运动员将静止于O点的冰壶（视为质点）沿直线OO'推到A点放手，此后冰壶沿AO'滑行，最后停于C点。

已知冰面各冰壶间的动摩擦因数为，冰壶质量为m，AC=L，CO'=r,重力加速度为g （1）求冰壶在A 点的速率；（2）求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小；（3）若将CO'段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，若只能滑到C点的冰壶能停于O'点，求A点与B点之间的距离。

13、（09年重庆卷）24.（18分）探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分，其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段：①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见题24图a）；h时，与静止的内芯②由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面高度为1碰撞（见题24图b）；③碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h处（见题24图c）。

2设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g。

求：（1）外壳与碰撞后瞬间的共同速度大小；（2）从外壳离开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；h处，笔损失的机械能。

（3）从外壳下端离开桌面到上升至214、（09年广东物理）19．（16分）如图19所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距l=1.0m 。

物块A以速度0v=10m/s沿水平方向与B正碰。

碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v=2.0m/s 。

已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数 =0.45.（设碰撞时间很短，g取10m/s2）（1）计算与C碰撞前瞬间AB的速度；（2）根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。