2020物理二轮课件：第1部分 专题2 第3讲 动量和能量的综合应用

[答案] (1)物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化． (2)一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的 总动量保持不变． (3)动量守恒定律成立的条件 ①系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零，则系统动 量守恒． ②系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力 时，如碰撞、爆炸等现象中，系统的动量可看成近似守恒．
A.m t2gh＋mg B.m t2gh－mg
m C.
tgh＋mg
m D.
tgh－mg
[解析] 下降h阶段v2＝2gh，得v＝ 2gh ，对此后至安全带 最大伸长过程应用动量定理，设竖直向下为正，－(F－mg)t＝0 －mv，得F＝m t2gh＋mg，A正确．选A.
[答案] A
迁移二 动量定理解决连续流体问题 2．(多选)(2017·河北名校联盟)如图所示，用高压水枪喷出 的强力水柱冲击右侧的煤层．设水柱直径为D，水流速度为v， 方向水平，水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度为 零．高压水枪的质量为M，手持高压水枪操作，进入水枪的水 流速度可忽略不计，已知水的密度为ρ.下列说法正确的是( )
Δm Δt
＝ρv0S
③
(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷
出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于Δt时间内喷出的水，由
能量守恒得12(Δm)v2＋(Δm)gh＝12(Δm)v20④
在h高度处，Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动 量变化量的大小Δp＝(Δm)v⑤
设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有 FΔt＝Δp⑥ 由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得F＝Mg⑦ 联立③④⑤⑥⑦式得h＝2vg20－2ρM2v220gS2 [答案] (1)ρv0S (2)2vg20－2ρM2v220gS2

－v20＝___2_a_x___，平均速度公式－v ＝v0＋2 v。
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专题二 动量与能量
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2．牛顿第二定律 物体运动的加速度与物体受到的_合__外___力__成正比，与物体的质量成反比， 加速度的方向与物体所受_合__外__力___的方向是一致的。表达式：F 合＝ma， _加__速__度___是联系受力和运动的桥梁。
律解决问题的过程中，引导 观念。
动情景为依托，强调受力
学生体会守恒的思想，领悟 2．科学推理和论 分析、运动过程分析以及
从守恒的角度分析问题的方 证能力，应用牛顿 应用动力学和能量观点进
法，增强分析和解决问题的 第二定律、运动学 行分析和推理。主要题型：
能力。
公式、动能定理以 动力学方法和动能定理的
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专题二 动量与能量
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二、能量观点 1．动能定理 (1)内容：物体所受_合__外__力___的功等于物体动能的变化量。 (2)表达式：W＝12mv22－12mv21。 (3)应用技巧：如果一个物体有多个运动过程，应用动能定理的时候，可以 对_全__过__程___和_分__过__程___应用动能定理列式。
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专题二 动量与能量
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2．机械能守恒定律 (1)内容：在只有重力(或者弹力)做功的物体系统内，动能和势能可以相互转 化，但机械能的总量保持不变。 (2)表达式
第一部分 专题篇
专题二 动量与能量 第2讲 动力学和能量观点的综合应用
物理

2019-9-12
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考点 1 冲量与动量定理的应用
2019-9-12
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(多选)(2017·全国卷Ⅲ)一质量为 2 kg 的物块 在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动．F 随时间 t 变化的图线如图所示，则( )
A．t＝1 s 时物块的速率为 1 m/s
B．t＝2 s 时物块的动量大小为 4 kg·m/s
A．重力的冲量
B．合力的冲量
C．刚到达底端时的动量
D．刚到达底端时的动能
2019-9-12
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解析：设斜面的高度为 h，倾角为 θ，则物体沿斜面 下滑的位移 s＝sinh θ，下滑的加速度 a＝gsin θ.由 s＝12at2 得，物体沿斜面下滑的时间 t＝ gs2inh2θ.重力的冲量 IG ＝mgt＝simn θ 2gh，方向竖直向下．因为两斜面的倾角 θ 不同，所以两物体重力的冲量大小不相等，但方向相同， A 错误．物体所受合力的冲量 I 合＝mgsin θ·t＝m 2gh，
2019-9-12
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解决本讲的问题，要紧扣命题特点， 高考中主要以 两种命题形式出现：一是综合应用动能定理、机械能守 恒定律和动量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过 程问题：二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、 磁场内带电粒子运动或电磁感应问题．因此要在审题上 狠下功夫，弄清运动情景，挖掘隐含条件，有针对性地 选择相应的规律和方法．
明小球所受重力与水平恒力的合力充当向心力．
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解析：(1)在 C 点的合力 tan α＝mFg0 ＝34， F 合＝ （mg）2＋F20＝54mg， 在 C 点合力提供向心力 F 合＝mvR2C， 解得 F0＝34mg，vC＝ 5g2R. (2)从 A 到 C 由动能定理得 －mg(R＋Rcos α)－F0Rsin α＝12mv2C－12mv2A，

图 2－3－2 (1)木块在ab段受到的摩擦力f； (2)木块最后距a点的距离s.
解：(1)设木块和物体 P 的共同速度为 v，两物体从开始到 第一次达到共同速度的过程，由动量和能量守恒得
mv0＝(m＋2m)v 21mv20＝21(m＋2m)v2＋mgh＋fL 联立解得 f＝mv203－L3gh.
2．(2012 年广州一模)如图2－3－8所示，木板 A 静止在光 滑水平面上，其左端与固定台阶相距 x.与滑块 B(可视为质点) 相连的细线一端固定在 O 点．水平拉直细线并给 B 一个竖直向 下的初速度，当 B 到达最低点时，细线恰好被拉断，B 从 A 右 端的上表面水平滑入．A 与台阶碰撞无机械能损失，不计空气 阻力．
mv1＋mv1′＝mv0
③
因为子弹在钢板中受到的阻力为恒力，射穿第一块钢板的
动能损失为Δ2E，由能量守恒得
21mv21＋21mv1′2＝12mv20－Δ2E
④
联立①②③④式，且考虑到 v1 必须大于 v1′，得
v1＝12＋ 63v0
⑤
设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为
v2，由动量守恒得
(2)设子弹击中物块前的速度为 v，则由动量守恒定律得 mv＝(M＋m)vB 解得 v＝600 m/s. (3)根据能的转化和守恒定律得 ΔE＝12mv2－12(M＋m)v2B 代入数据解得 ΔE＝1 782 J.
子弹打木块和滑块在木板上滑动模型——滑动摩擦力 做功，系统动能转化为内能
【例2】(2011年全国卷)装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样 质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击．通过对以下简化模型的计算 可以粗略说明其原因．
2mv2＝mv1
⑥
损失的动能为 ΔE′＝12mv21－12×2mv22