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高三物理动量和能量的综合内容专题(五)动量和能量的综合一、大纲解读动量、能量思想是贯穿整个物理学的基本思想,应用动量和能量的观点求解的问题,是力学三条主线中的两条主线的结合部,是中学物理中涉及面最广,灵活性最大,综合性最强,内容最丰富的部分,以两大定律与两大定理为核心构筑了力学体系,能够渗透到中学物理大部分章节与知识点中。
将各章节知识不断分化,再与动量能量问题进行高层次组合,就会形成综合型考查问题,全面考查知识掌握程度与应用物理解决问题能力,是历年高考热点考查内容,而且命题方式多样,题型全,分量重,小到选择题,填空题,大到压轴题,都可能在此出题.考查内容涉及中学物理的各个版块,因此综合性强.主要综合考查动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律、动量定理和动量守恒定律的运用等.相关试题可能通过以弹簧模型、滑动类模型、碰撞模型、反冲等为构件的综合题形式出现,也有可能综合到带电粒子的运动及电磁感应之中加以考查.二、重点剖析1.独立理清两条线:一是力的时间积累--冲量--动量定理--动量守恒;二是力的空间移位积累--功--动能定理--机械能守恒--能的转化与守恒.把握这两条主线的结合部:系统。
即两个或两个以上物体组成相互作用的物体系统。
动量和能量的综合问题通常是以物体系统为研究对象的,这是因为动量守恒定律只对相互作用的系统才具有意义。
2.解题时要抓特征扣条件,认真分析研究对象的过程特征,若只有重力、系统内弹力做功就看是否要应用机械能守恒定律;若涉及其他力做功,要考虑能否应用动能定理或能的转化关系建立方程;若过程满足合外力为零,或者内力远大于外力,判断是否要应用动量守恒;若合外力不为零,或冲量涉及瞬时作用状态,则应该考虑应用动量定理还是牛顿定律.3.应注意分析过程的转折点,如运动规律中的碰撞、爆炸等相互作用,它是不同物理过程的交汇点,也是物理量的联系点,一般涉及能量变化过程,例如碰撞中动能可能不变,也可能有动能损失,而爆炸时系统动能会增加.三、考点透视考点1、碰撞作用碰撞类问题应注意:⑪由于碰撞时间极短,作用力很大,因此动量守恒;⑫动能不增加,碰后系统总动能小于或等于碰前总动能,即;⑬速度要符合物理情景:如果碰前两物体同向运动,则后面的物体速度一定大于前面物体的速度,即,碰撞后,原来在前面的物体速度一定增大,且;如果两物体碰前是相向运动,则碰撞后,两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零。
专题五动量与能量知识网络本专题内容是高考的重点和热点内容之一,多为牛顿运动定律、圆周运动、电磁学及热学知识的综合应用,几乎每年高考的压轴题都与本专题知识有关。
本专题以两定理、两守恒定律为核心,以力对物体的冲量、力对物体做功为重点知识,从功和冲量的角度研究力的作用效果和规律。
【例1】如图所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接置于水平的气垫导轨上,用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧。
两滑块一起以恒定的速率v0向右滑动.突然轻绳断开.当弹簧Array伸至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为0.求:(1)绳断开到第一次恢复自然长度的过程中弹簧释放的弹性势能Ep;(2)在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度为0的时刻?试通过定量分析证明你的结论.【解析】(1)当弹簧处压缩状态时,系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和,当弹簧伸长到自然长度时,弹性势能为0,因这时滑块A的速度为0,故系统的机械能等于滑块B的动能.设这时滑块B的速度为v,则有E=m2v2/2.因系统所受外力为0,由动量守恒定律(m1+m2)v0=m2v.解得E=(m1+m2)2v02/(2m2).由于只有弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒(m 1+m 2)v 02/2+E p =E. 解得E p =(m 1-m 2)(m 1+m 2)v 02/2m 2.(2)假设在以后的运动中滑块B 可以出现速度为0的时刻,并设此时A 的速度为v 1,弹簧的弹性势能为E ′p ,由机械能守恒定律得 m 1v 12/2+E ′p =(m 1+m 2)2v 02/2m 2.根据动量守恒得(m 1+m 2)v 0=m 1v 1, 求出v 1代入上式得: (m 1+m 2)2v 02/2m 1+E ′p=(m 1+m 2)2v 02/2m 2.因为E ′p ≥0,故得: (m 1+m 2)2v 02/2m 1≤(m 1+m 2)2v 02/2m 2即m 1≥m 2,这与已知条件中m 1<m 2不符.可见在以后的运动中不可能出现滑块B 的速度为0的情况.【解题回顾】“假设法”解题的特点是:先对某个结论提出可能的假设.再利用已知的规律知识对该假设进行剖析,其结论若符合题意的要求,则原假设成立.“假设法”是科学探索常用的方法之一.在当前,高考突出能力考察的形势下,加强证明题的训练很有必要.碰撞模型:特点,①动量守恒;②碰后的动能不可能比碰前大;③对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。
最新整理高三物理高三物理动量和能量考点分析
高三物理动量和能量考点分析
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。
1一、【知识整理】1、应用动量守恒定律的基本思路1.明确研究对象和力的作用时间,即要明确要对哪个系统,对哪个过程应用动量守恒定律。
2.分析系统所受外力、内力,判定系统动量是否守恒。
3.分析系统初、末状态各质点的速度,明确系统初、末状态的动量。
4.规定正方向,列方程。
5.解方程。
如解出两个答案或带有负号要说明其意义。
2、 碰撞的种类以及在碰撞中应用动量守恒 1.碰撞的特点(1)作用时间极短,内力远大于外力,总动量总是守恒的.(2)碰撞过程中,总动能不增.因为没有其他形式的能量转化为动能.(3)碰撞过程中,当两物体碰后速度相等时,即发生完全非弹性碰撞时,系统动能损失最大. (4)碰撞过程中,两物体产生的位移可忽略. 2.判定碰撞可能性问题的分析思路 (1)判定系统动量是否守恒.(2)判定物理情景是否可行,如追碰后,前球动量不能减小,后球动量在原方向上不能增加;追碰后,后球在原方向的速度不可能大于前球的速度. (3)判定碰撞前后动能是否增加. 3.碰撞的种类及特点 (1)弹性碰撞.特点:碰撞时产生弹性形变,碰撞结束后,形变完全恢复. 原理:动量守恒,机械能守恒.弹性碰撞模型:在光滑水平面上,有两个小球,质量分别为 m 1,m 2,球 1 以速度 v 0 向右运动,与静止的球 2 发生碰撞.碰撞过程中没有能量损失,由动量守恒和能量守恒,有②若 m 1>m 2,则 v 1>0,v 2>0③若 m 1=m 2,则 v 1=0,v 2=v 0 ④若 m 1<m 2,则 v 1<0,v 2>0⑤若 m 1≪m 2,则 v 1=-v 0,v 2=0 (2)非完全弹性碰撞.特点:碰撞时的形变不能完全恢复,有一部分机械能转变为内能. 原理:动量守恒.碰后的机械能小于碰前的机械能. (3)完全非弹性碰撞.特点:碰撞时的形变完全不能恢复,机械能损失最大,损失的机械能转变为内能,碰后速度相同. 原理:动量守恒.能量守恒——如果作用过程中有摩擦力做功,满足:fs 相对=ΔE 损.⎩⎪⎨⎪⎧m 1v 0=m 1v 1+m 2v 212m 1v 20=12m 1v 21+12m 2v 22得到v 1=m 1-m 2m 1+m 2v 0 v 2=2m 1m 1+m 2v 0①若m 1≫m 2,则v 1=v 0,v 2=2v 0A B2二、【经典例题】一、子弹打木块模型+弹簧例1:一质量为M 的木块放在光滑的水平面上,一质量m 的子弹以初速度v 0水平飞来打进木块并留在其中,设相互作用力为f 问题1 子弹、木块相对静止时的速度v 由动量守恒得:mv 0=(M+m)v ∴ 0v mM mv +=问题2 子弹在木块内运动的时间 由动量定理得:对木块 0-=⋅Mv t f或对子弹 0mv mv t f -=⋅- ∴ )(0m M f Mmv t +=问题3 子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度 由动能定理得:对子弹:20212121mv mv s f -=⋅-2201)(2)2(m M f v m M Mm s ++=∴ 对木块:2221Mv fs = 2222)(2m M f v Mm s +=∴ 打进深度就是相对位移 S 相 =S 1-S 2=)(220m M f Mmv +问题4 系统损失的机械能、 系统增加的内能E 损=)(2)(212120220m M Mmv v m M mv +=+-由问题3可得: )(2)(221m M Mmv s f s s f Q +=⋅=-=相说明:这是一个重要关系,通常都可直接运用。
高三高考物理二轮复习资料2 动量和能量动量和能量是高三物理二轮复习的重要内容之一。
本文将详细介绍动量和能量的概念、公式和应用,并提供一些复习资料供参考。
一、动量的概念和公式动量是物体运动状态的量度,表示物体运动的惯性大小。
动量的公式为:动量(p)= 质量(m) ×速度(v)。
动量的单位是千克·米/秒(kg·m/s)。
二、动量守恒定律动量守恒定律是指在没有外力作用下,一个系统的总动量在运动过程中保持不变。
这意味着系统中各个物体的动量之和保持恒定。
根据动量守恒定律,我们可以解决一些与碰撞有关的问题。
三、碰撞碰撞是指物体之间发生直接接触或间接作用力的过程。
根据碰撞过程中动量守恒定律,我们可以分为完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
1. 完全弹性碰撞完全弹性碰撞是指碰撞后物体之间没有能量损失的碰撞。
在完全弹性碰撞中,动量守恒定律和动能守恒定律同时成立。
根据动量守恒定律和动能守恒定律,我们可以解决完全弹性碰撞问题。
2. 完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞是指碰撞后物体之间有能量损失的碰撞。
在完全非弹性碰撞中,动量守恒定律成立,但动能守恒定律不成立。
根据动量守恒定律,我们可以解决完全非弹性碰撞问题。
四、能量的概念和公式能量是物体具有的做功能力,是物体运动和变化的基本原因。
常见的能量形式包括动能和势能。
1. 动能动能是物体由于运动而具有的能量。
动能的公式为:动能(KE)= 1/2 ×质量(m) ×速度的平方(v²)。
动能的单位是焦耳(J)。
2. 势能势能是物体由于位置或形状而具有的能量。
常见的势能形式包括重力势能、弹性势能和化学能等。
势能的公式根据具体情况而定。
五、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个封闭系统中,能量总量在运动过程中保持不变。
根据能量守恒定律,我们可以解决一些与能量转化和能量损失有关的问题。
六、动量和能量的应用动量和能量的概念和公式在实际生活中有广泛的应用。
峙对市爱惜阳光实验学校板块二:动量和能量第一讲 根本规律的用 课堂精讲:例1 、某种气体分子束由质量m=X10-26kg 速度V =460m/s 的分子组成,各分子都向同一方向运动,垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回,如分子束中每立方米的体积内有n 0=X1020个分子,求被分子束撞击的平面所受到的压强.分析与解:设在△t 时间内射到 S 的某平面上的气体的质量为ΔM ,那么:取ΔM 为研究对象,受到的合外力于平面作用到气体上的压力F 以V 方向规为正方向,由动量理得:-F.Δt=ΔMV-(-ΔM.V),解得Sm n V F 022-=平面受到的压强P 为: a P m n V S F P 428.32/02===例2、如图10所示,打桩机锤头质量为M ,从距桩顶h 高处自由下落,打在质量为m 的木桩上,且在极短时间内便随桩一起向下运动,使得木桩深入泥土的距离为S ,那么在木桩下陷过程中泥土对木桩的平均阻力是多少?分析与解:这是一道联系实际的试题。
许多同学对打木桩问题的过程没有弄清楚,加上又不理解“作用时间极短〞的含意而酿成错误。
其实打木桩问题可分为三个过程:其一:锤头自由下落运动过程,设锤刚与木桩接 触的速度为V 0,那么据机械能守恒律得:Mgh=2021MV ,所以V 0=gh 2。
其二:锤与木桩的碰撞过程,由于作用时间极短,内力远大于外力,动量守恒,设碰后的共同速度为V , 据动量守恒律可得:MV 0=(M+m)V, 所以V=mM MV +0其三:锤与桩一起向下做减速运动过程,设在木桩下陷 过程中泥土对木桩的平均阻力为f,由动能理可得:〔M+m 〕gS-fS=0-2)(21V m M +,所以f=(M+m)g+S m M gh M )(2+.例3.如图20所示,质量为M的斜面放在光滑的水平面上,质量为m 的物体由静止开始从斜面的顶端滑到底端,在这过程中:CA.M、m 组成的系统满足动量守恒;B.m 对M的冲量于M的动量变化;C.m 、M各自的水平方向动量的增量的大小相;D.M对m 的支持力的冲量为零。
动量与能量守恒高三知识点动量与能量守恒是高中物理中的重要知识点,它们是描述物体运动的基本原理。
本文将从理论原理、实例分析以及应用等方面介绍动量与能量守恒的概念和作用。
一、动量与能量守恒的理论原理动量守恒定律是指在没有外力或者合外力为零的情况下,物体或系统的总动量保持不变。
动量的定义是物体的质量与速度的乘积,用数学公式表示为p=mv,其中p为动量,m为质量,v为速度。
根据动量守恒定律,如果物体在一个封闭系统内发生碰撞,那么碰撞前后物体的总动量将保持不变。
能量守恒定律是指在一个封闭系统中,能量总量保持不变。
能量可以分为动能和势能两种形式。
动能是指物体由于运动而具有的能量,计算公式为KE=1/2mv²,其中KE为动能,m为质量,v 为速度。
势能是指物体由于位置或状态而具有的能量,常见的包括重力势能、弹性势能等。
根据能量守恒定律,封闭系统内的能量总和在任何时刻都保持不变。
二、动量守恒实例分析1. 弹性碰撞在弹性碰撞中,碰撞前后物体的总动量保持不变。
例如,两个相互碰撞的小球A和小球B,它们之间不存在能量损失,碰撞前后它们的总动量保持不变。
假设小球A的质量为m1,速度为v1,小球B的质量为m2,速度为v2,根据动量守恒定律可得m1v1 +m2v2 = m1v1' + m2v2',其中v1'和v2'分别为碰撞后两个小球的速度。
2. 爆炸在爆炸过程中,物体内部发生剧烈的分解,将储存的内能转化为动能,物体的总动量保持不变。
例如,火箭发射时,燃料燃烧释放出巨大能量,将火箭推向空中。
此时,火箭与燃料的总动量保持不变,燃料的推力将火箭向上推进。
三、动量与能量守恒的应用1. 轨道运动在行星绕太阳的运动中,动量守恒保证了行星的运动轨道的稳定性。
太阳和行星的总动量始终保持不变,行星的速度和轨道半径相应调整以维持动量守恒。
同样地,卫星绕地球的运动也遵循动量守恒原理。
2. 交通事故分析在交通事故中,动量守恒和能量守恒的原理可以用来分析事故发生的原因和结果。
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动量与能量
动量与能量的综合问题,是高中力学最重要的综合问题,也是难度较大的问题。
分析这类问题时,应首先建立清晰的物理图象,抽象出物理模型,选择合理的物理规律建立方程进行求解。
一、力学规律的选用原则
1、如果要列出各物理量在某一时刻的关系式,可用牛顿第二定律。
2、研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理(涉及时间问题)或动能定理(涉及位移问题)去解决。
3、若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用两个守恒定律去解决问题,但须注意研究的问题是否满足守恒条件。
4、在涉及相对位移问题时,则优先考虑能量守恒定律,即用系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量,也即转变为系统内能的量。
5、在涉及有碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,须注意到一般这些过程均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化,这种问题由于作用时间都极短,故动量守恒定律一般能派上大用场。
二、利用动量观点和能量观点解题应注意下列问题
(1)动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可以写出分量表达式,而动能定理和能量守恒定律是标量式,绝无分量式。
(2)从研究对象上看动量定理既可研究单体,又可研究系统,但高中阶段一般用于单体,动能定理在高中阶段只能用于单体。
(3)动量守恒定律和能量守恒定律,是自然界最普遍的规律,它们研究的是物体系统,解题时必须注意动量守恒的条件和机械能守恒的条件,在应用这两
个规律时,应当确定了研究对象及运动状态变化的过程后,根据问题的已知条件和要求解未知量,选择研究的两个状态列方程求解。
(4)中学阶段可用力的观点解决的问题,若用动量观点或能量观点求解,一般都要比用力的观点简便,而中学阶段涉及的曲线运动(加速度不恒定)、竖直面内的圆周运动、碰撞等,就中学只是而言,不可能单纯考虑用力的观点解决,必须考虑用动量观点和能量观点解决。