高三物理动量和能量(1).ppt

动量和能量(上）,复习精要,1 动量和动能的比较;,动量是矢量，动能是标量。一物体动量变化时，动能不一定变化；但动能一旦发生变化，则动量必发生变化。如做匀速圆周运动的物体，动量不断变化而动能保持不变。,2.动量守恒定律和机械能守恒定律的比较：,两个守恒定律的研究对象都是相互作用的物体系统，且研究的都是某一物理过程,但两者的守恒条件不同: 系统动量是否守恒，取决于是否有外力作用； 而机械能是否守恒，取决于是否有重力（弹力）以外的力做功。,应注意 ：系统动量守恒时，机械能不一定守恒 ；同样机械能守恒的系统，动量不一定守恒，这是由于两个守恒定律的守恒条件不同必然导致的结果。,如各种爆炸、碰撞、反冲现象中，因F内F外,动量可认为是守恒的，但由于内力作功使其它形式的能转化为机械能使机械能不守恒。,另外，动量守恒定律是矢量，应用时必须选取正方向，且可在某一方向使用；机械能守恒定律为标量式，应用时只须考虑势能的正负。,023.中山市华侨中学第三次模考卷9,9对一个质量不变的物体，下列说法正确的是 （ ） A物体的动能发生变化，其动量必定变化。 B物体的动量发生变化，其动能必定变化。 C物体所受合外力不为零，物体的动量必发生变化，但物体的动能不一定变化。 D物体所受的合外力为零时，物体的动量一定不发生变化。,A C D,062.北京市海淀区二模反馈题20,20如图所示，在光滑的水平面上有质量相等的木块A和木板B，木块A以速度v0向左滑上静止的木板B的水平上表面，木板B上表面光滑，木板左端固定一轻质弹簧。当木块A碰到木板B左侧的弹簧至压缩的过程中，下列判断正确的是 ( ) A当弹簧压缩量最大时，木块A减少的动能最多，木块A的速度减少到v0/2 B当弹簧压缩量最大时，整个系统减少的动能最多，木块A的速度要减少v0/2 C当弹簧由压缩恢复至原长时，木块A减少的动能最多，木块A的速度减小到v0/2 D当弹簧由压缩恢复至原长 时，整个系统动能恢复初始值， 木块A的速度大小不变,B,064. 08年福建省十大名校高考模拟试题 8,8竖直上抛一球，球又落回原处，己知空气阻力的大小f = kv2，(其中k为比例常量，且整个过程中kv2小于重力)，则（ ） A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B. 上升过程中重力的冲量小于下降过程中重力的冲量 C上升过程中动能的改变量大于下降过程中动能的改变量 D上升过程中动量的改变量小于下降过程中动量的改变量,B C,061.北京西城区2008年5月抽样20,20在真空中有一竖直向上的匀强电场E1，一个带电液滴在电场中O点处于静止状态。现将E1突然增大到E2，方向不变，作用一段时间。再突然使E2反向，E2大小不变，再经过一段同样长的时间，液滴恰好返回到O点。在这两段相同的时间里 ( ) A合力冲量的大小相等 B动能的变化相等 C电场力做功相同 D重力做功相同,C,解见下页,解：,按照题意画出运动过程示意图：,在O点处于静止状态有 qE1 =mg,O A,ABO,合力的冲量大小不相等，A错。,动能的变化不相等，B错。,电场力大小相同，位移也相同，做正功也相同，C正确.,前一段时间重力做负功，后一段时间重力做正功，两段时间重力做功不相同，D错。,051.北京西城区08年4月物理一模22,22（16分）如图所示，半径R = 0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m = 0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点，另一质量也为m = 0.1kg的小滑块A，以 的水平初速度向B滑行，滑过s = 1m的距离，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动。已知木块A与水平面之间的动摩擦因数 = 0.2。取重力加速度g = 10m/s。A、B均可视为质点。求 （1）A与B碰撞前瞬间的速度大小vA； （2）碰后瞬间，A、B共同的速度大小v； （3）在半圆形轨道的最高点c，轨道对A、B 的作用力N的大小。,A做匀减速运动,求出 N = 8N,vA v0 = 2as,求出 vA = 6m/s,（2）以A、B为研究对象，根据动量守恒定律,mvA = 2mv,求出 v = 3m/s,（3）以A、B为研究对象,从b到c,根据机械能守恒定律,根据牛顿第二定律,在c点，A、B受力如右图所示,解：（1）,011.08届启东市第一次调研测试卷15,15如图所示, 光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离），甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态现剪断细线，求： 滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小； 滑块P滑上乙车后最终未滑离乙 车，滑块P在乙车上滑行的距离 （取g=10m/s2）,解：,设滑块P滑上乙车前的速度为v， 对整体应用动量守恒和能量关系有：,mv2MV = 0,解之得v = 4m/s V=1m/s,设滑块P和小车乙达到的共同速度v， 对滑块P和小车乙有：,mvMV = (mM)v,代入数据解得：,023.中山市华侨中学第三次模考卷10,10A、B物体的质量之比是1：2，用质量不计的弹簧把它们连接起来，放在光滑水平地面上。A靠在固定挡板上，用力向左推B物体压缩弹簧，当外力做功为W时，突然撤去外力。从A物体开始运动以后，弹簧弹性势能的最大值是（ ） AW/3 BW/2 C2W/3 DW,A,解见下页,当弹簧伸长到原长时A物体将要开始运动，B物体的速度为v，由能量守恒定律,从A物体开始运动以后，弹簧弹性势能的最大值时，系统的动能最小，这时AB具有共同速度V,解以上各式得弹簧弹性势能的最大值为,解：,由动量守恒定律和能量守恒定律,021.华南师大附中0708学年度综合测试(二) 16,16（16分）两个质量都是M=0.4kg的砂箱A、B并排放在光滑的水平桌面上，一颗质量为m=0.1kg的子弹以v0=140m/s的水平速度射向A，如图所示。射穿A后，进入B并同B一起运动，测得A、B落点到桌边缘的水平距离SA:SB=1:2，求子弹在砂箱A、B中穿行时系统一共产生的热量Q。,解：,设子弹入射过程, 使A获得速度v1, B获得速度v2，子弹穿过A时速度v3.子弹入射A过程，子弹、A、B水平方向不受外力作用，动量守恒.,子弹入射B过程， 子弹与B水平方向不受外力作用，动量守恒.,A、B离开桌面后做平抛运动，因高度相同，空中运动时间相等.,SA:SB=v1:v2 ,子弹入射过程，系统动量转化为内能,联立、得,代入得Q=860J ,题目,022.福州三中0708学年第三次月考 15,15（10分）如图所示，在质量为mB=30kg的车厢B内的右壁处，放一质量mA=20kg的小物体A（可视为质点），对车厢B施加一水平向右的恒力F，且F=120N，使之从静止开始运动。测得车厢B在最初2.0s内移动s=5.0m，且这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞。车厢与地面间的摩擦忽略不计。 （1）试计算判断A、B之间在2.0s内是否发生相对运动。 （2）求2.0s末A、B的速度大小。 （3）求2.0s内系统产生的热量。,（1）设2.0s内车厢的加速度aB,车厢实际的加速度,当F作用在车厢上，并且两者不发生相对滑动时， 共同加速度,a aB, 所以两者发生了相对运动。,解:,（2）2.0s末B的速度大小,对整体用动量定理：,（3）对整体,由能量守恒定律,得2.0s内系统产生的热量,题目,023.中山市华侨中学第三次模考卷16,16（16分）在建筑工地上，我们常常看到工人用重锤将柱桩打入地下的情景。对此，我们可以建立这样一个力学模型：重锤的质量为m，从距桩顶高H处自由下落，柱桩的质量为M，重锤打击柱桩后不反弹且打击时间极短。柱桩受到地面的阻力恒为f，空气阻力忽略不计。利用这一模型，计算重锤一次打击柱桩时桩进入地下的深度。 一位同学这样解：设柱桩进人地面的深度为h，对全程运用动能定理，得：,可解得：h= 你认为该同学的解法是否正确？如果正确，请求出结果；如果不正确，请说明理由，并列式 求出正确的结果。,得,解：,不正确。 因为在锤与桩碰撞过程中系统机械能有损失。,锤打击桩后共速，设为v，根据动量守恒定律，有,设重锤打击柱桩时的速度为v0, 根据机械能守恒定律,有,mv0= (M+ m) v,得,正确解答如下：,之后，锤与桩一起向下运动直至静止，设柱桩进入地面的深度为h，根据动能定理，有,联立求得,题目,023.中山市华侨中学第三次模考卷18,18如图所示，在光滑水平地面上，有一质量m1 = 4.0kg的平板小车，小车的右面有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧位于小车上A点处的质量m2 = 1.0kg的木块（可视为质点）与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力木块与A点左侧的车面之间的动摩擦因数=0.40 ，木块与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计现小车与木块一起以v0 = 2.0m/s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1 = 1.0m/s的速度 水平向左运动，取g=10m/s2,v0,（1）设v1的方向为正，则小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小,解：,（1）求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小； （2）若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大 弹性势能； （3）要使木块最终不从小车上滑落，则车面A点左侧粗糙部分的长度应满足什么条件？,当小车与木块达到共同速度v时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大,解得 v = 0.40m/s,设小车和木块相对静止时的速度大小为v，根据动量守恒定律有,（2）小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等,此后木块和小车在弹簧弹力和摩擦力的作用下, 做变速运动, 直到二者再次具有相同速度为止. 整个过程中,小车和木块组成的系统动量守恒,设最大弹性势能为EP，根据机械能守恒定律可得,题目,（3）根据题意，木块被弹簧弹出后滑到A点左侧某点时与小车具有相同的速度v木块在A点右侧运动过程中，系统机械能守恒，而在A点左侧相对滑动过程中将克服摩擦阻力做功，设此过程中滑行的最大相对位移为L，根据功能关系有,解得 L=0.90m,即车面A点左侧粗糙部分的长度应大于0.90m,题目,第2页,035.广东茂名市2007年第二次模考20,20（17分）如图所示，质量M=0.040 kg的靶盒A位于光滑水平导轨上，开始时静止在O点，在O点右侧有范围足够大的“相互作用区域”，如图中画虚线部分，当靶盒A进入相互作用区时便受到水平向左的恒力 F=4 N的作用，P处有一固定的发射器B，它可以根据需要瞄准靶盒每次发射一颗水平速度 V=100 m/s，质量m=0.010 kg的子弹，当子弹打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短。假设 每当靶盒A停在或到达O点时， 都有一颗子弹进入靶盒A内。,第一颗子弹入射靶盒A后，靶盒A的速度为V1，靶盒A离开O点最大距离为S1，则,解：(1),(1) 求靶盒A离开O点最大速度是多少? (2) 发射器B至少发射几颗子弹后，靶盒A在相互作用区内运动的距离才不超过0.2 m? (3) 试证明靶盒A每次离开O点到再返回O点的时间相等。,V1=20m/s,(M+m)V1=mV0,（2）靶盒进入O点右方后，在F作用下先减速向左后加速向右运动，回到O点时与第二颗子弹动量大小相同、方向相反，所以第二颗子弹打入靶盒后，靶盒静止在O点。,可见，发射器B在发射59颗子弹后，靶盒A运动的距离才不超过0.2 m,根据题意得 Sn0.2m,联立以上三式解 n58.5,(M+nm)Vn=mV0 n为奇数 ,设n颗子弹入射靶盒后，靶盒速度为Vn，离开O点的最大距离为Sn，则,题目,(3)由式得n颗子弹入射靶盒后，靶盒速度Vn,靶盒加速度,靶盒从离开O点到回到O点经历的时间,因为这时间与打入的子弹数无关，所以靶盒A每次离开O点到再返回O点的时间都相等。,题目,第2页,052.2008年北京东城区第一次模拟试题23,23如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0 kg的带有圆弧轨道的小车，车的上表面是一段长L1.0m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R0.25m的 1/4 光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在O 点相切车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量m1.0 kg的小物块紧靠弹簧放置,小物块与水平轨道间的动摩擦因数= 0.50整个装置处于静止状态, 现将弹簧解除锁定，小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A取g10m/s2 , 求： （1）解除锁定前弹簧的弹性势能； （2）小物块第二次经过O 点时的速度大小； （3）小物块与车最终相对 静止时,它距O