高考物理“动量和能量”专题复习

1、黄冈市2008届高三物理第二轮复习备考会汇编材料专题动量和能量高考物理“动量和能量”专题复习 浠水一中高三物理组 李春山一考试大纲要求2008年大纲对“动量、机械能”考点的内容和要求将没有变化，仍旧如下表：四、动量、机械能内容要求说明25动量冲量动量定理动量定量和动量守恒定律的应用只限于一维的情况26动量守恒定律27功、功率28动能做功与动能改变的关系（动能定理）29重力势能重力做功与重力势能改变的关系30弹性势能31机械能守恒定律32动量知识和机械能知识的应用（包括碰撞、反冲、火箭）33航天技术的发展和宇宙航行我们可以看到除“弹性势能”及“航天技术的发展和宇宙航行”考点为级要求外，其余均为级

2、要求，是主干知识。动量和能量的知识贯穿整个物理学，涉及到“力学、热学、电磁学、光学、原子物理学”等，从动量和能量的角度分析处理问题是研究物理问题的一条重要的途径，也是解决物理问题最重要的思维方法之一。所以这部分是历年高考命题的重点和焦点。常以压轴题形式出现，也是大家普遍感到棘手的难点。二全国2007试题考点列表从7年高考各地卷的9套理科试题中，均出现动量、能量考点，具体呈现如下：卷型题序试题总分数考查的知识点全国I22 2430动量守恒实验 弹性碰撞 重力势能全国II16 20 23 24 46 动量的矢量性 动能定理机 械能守恒定律 弹性碰撞海南7 9 1920电场力做功和电势能 功 弹性碰

3、撞山东24 3824动能定理 弹性碰撞四川18 24 2545动量守恒 机械能守恒 动能定理天津15 2322 弹性势能 动量守恒 机械能守恒北京20 2426功 动量定理 能量守恒重庆2520弹性碰撞江苏18 1932动量定理 能量守恒 动能定理三湖北省近几年高考试题回顾1【2003年】一传送带装置示意如图，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱

4、等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均抽出功率。【gh】2【2004年】柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（如图1）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为

5、M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上。同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短。随后，桩在泥土中向下移动一距离l。已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩幅之间的距离也为h（如图2）。已知m1.0×103kg，M2.0×103kg，h2.0m，l0.20m，重力加速度g10m/s2，混合物的质量不计。设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小。【N】3【2005年】如图，质量为m1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B 相连，弹簧的劲度系数为k , A 、B 都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A ，另一端

6、连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A 上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体C 并从静止状态释放，已知它恰好能使B 离开地面但不继续上升。若将C 换成另一个质量为（m1+ m3）的物体D ，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B 刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g 。【v=】42006年一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中：【B】A.地面对他的冲量为mv+mgt,地面对他做的功为mv2B. 地面对他的冲量为mv+mgt,地面对他做的功为零MmC. 地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D. 地

7、面对他的冲量为mv-mgt,地面对他做的功为零5【2007年】如图所示，质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M19m的金属球并排悬挂。现将绝缘球拉至与竖直方向成60°的位置自由释放，下摆后在最低点处与金属球发生弹性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场。已知由于磁场的阻尼作用，金属球将于再次碰撞前停在最低点处。求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于45°。【经过3次碰撞后小于45°】细分析我们会发现，专家命题十分重视对主干知识的考查，在命题时不避讳常规试题，也考查我们认为的超纲问题（弹性碰撞）。注重对试题的题境的创新、设问的创新、条件的变化，注重考查

8、学生对概念的理解、规律的应用及学生学习中可能存在的思维障碍。动量、能量考点在历年的高考物理计算题中一定应用，且分值都不低于20分，08年也不例外。【特别注意】湖北省从2003年到2007年的高考中已经考查了传送带、弹簧、小球碰撞等重要的模型，而板块模型还没有出现，要特别注意，同时，2007年高考中没有出现弹簧问题，2008年一定回出现，而且可能是大题！四2008高考热点与冷点展望“动量和能量”问题是高考的主考题型，出现的频率也是比较高的，是高考的一个热点弹性势能的应用性问题虽然是高考的一个冷点，但在备考时也需要我们去关注。动能定理的最大好处就是不需要运动学公式的辅助，只要把物体在运动过程中受到

9、的各种性质力分析出来，判断出各个力的做功情况，找到过程初末状态的动能，就可以列方程求解了！求变力做功的时候不能用求功公式W=FS(只适用于恒力做功)，而使用动能定理则可以方便地求解变力做的功！涉及功和位移时优先考虑动能定理求解！动量定理也不需要运动学公式的辅助，也可以省略对复杂的运动过程的分析，根据运动的初末状态即可列方程求解！所以，在处理变力问题时，动量定理非常方便，例如，用动量定理求小球陷入泥沙过程中泥沙对小球的平均作用力！研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般选用动量定理！动量定理与动能定理一样，都是以单个物体为研究对象但所描述的物理内容差别极大动量定理数学表达式：F合&#

10、183;t=p，是描述力的时间积累作用效果使动量变化；该式是矢量式，即在冲量方向上产生动量的变化动能定理数学表达式：F合·S=EK，是描述力的空间积累作用效果使动能变化；该式是标量式。只有重力（或系统内弹性力做功）做功时，系统的机械能守恒！此时可以用机械能守恒定律来求解动力学问题. 但是很多同学不知道怎么去判断一个系统的机械能是否守恒，其实是因为从来都没有在做题的过程中总结出一些有用的方法：可以对系统的受力进行整体分析，如果有除重力以外的其他力对系统做了功，则系统的机械能不守恒. 此时“判断一个力是否做功”的方法就显得尤为重要了！当系统内的物体或系统与外界发生碰撞时，如果题目没有说明

11、“不计机械能的损失”或“碰撞属于完全弹性碰撞”，系统机械能肯定不守恒.如果系统内部发生“爆炸”，则系统机械能不守恒！系统内部有细绳产生瞬间拉紧的作用时，系统机械能也不守恒. 动量守恒定律是专门用来研究物体的相互作用的，所以在碰撞、反冲、“人船模型”和“人车模型”中通常都是用动量守恒定律进行求解. 而判断系统动量是否守恒却是大家的一个难题. 其实没有什么高深莫测的东西：用整体法对系统进行受力分析（不分析系统内力），如果系统不受合外力或所受合外力为零，则系统动量守恒！虽然系统的合外力不为零，但是系统在某一个方向上的合力为零，这时可以单独在这个方向上运用动量守恒定律！虽然系统受到重力等外力，且合外力

12、不等于零，但是当系统的内力远大于外力的作用时，就可以忽略外力的影响，仍然可以认为系统的动量守恒！如“爆炸”过程. 当系统内部的相互作用“时间极短”时，虽然系统的合外力不为零，但是在这个“极短”的时间内我们仍然可以对系统运用动量守恒定律！所以审题的时候看到“时间极短”的字眼时，可以对这个“时间极短”的过程用动量守恒定律！若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用时，优先考虑两大守恒定律，特别是出现相对路程的则优先考虑能量守恒定律.力与运动、动量、能量是解动力学问题的三种观点，一般来说，用动量观点和能量观点比用力的观点解题简便，因此在解题时优先选用这两种观点；但在涉及加速度问题时就必须用力的观

13、点. 有些问题，用到的观点不只一个，特别像高考中的一些综合题，常用动量观点和能量观点联合求解，或用动量观点与力的观点联合求解，有时甚至三种观点都采用才能求解，因此，三种观点不要绝对化.五动量和能量复习的重要知识和结论【机械能】1求功的途径： 用定义求恒力功. 用动能定理【从做功的效果】或能量守恒求功. 由图象求功. 用平均力求功【力与位移成线性关系】. 由功率求功.2功能关系-功是能量转化的量度,功不是能，能也不是功.重力所做的功等于重力势能的减少量【数值上相等】电场力所做的功等于电势能的减少量【数值上相等】弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少量【数值上相等】，Ep弹kX2/2分子力所做的功等

14、于分子势能的减少量【数值上相等】合外力所做的功等于动能的增加量【所有外力】只有重力和弹簧的弹力做功，机械能守恒克服安培力所做的功等于感应电能的增加量【数值上相等】除重力和弹簧弹力以外的力做功等于机械能的增加量【功能原理】摩擦生热Qf·S相对 E损【f滑动摩擦力的大小，S相对为相对路程或相对位移，E损为系统损失的机械能，Q为系统增加的内能】静摩擦力可以做正功、负功、还可以不做功,但不会摩擦生热；滑动摩擦力可以做正功、负功、还可以不做功,但会摩擦生热；作用力和反作用力做功之间无任何关系.3传送带以恒定速度匀速运行，小物体无初速放上，达到共同速度过程中，相对滑动距离等于小物体对地位移，摩擦

15、生热等于小物体的动能，即Qmv02/24发动机的功率P=F牵v，当加速度a0时，有最大速度vm=P/F牵【注意额定功率和实际功率】500<900 做正功；900<1800做负功；90o不做功【力的方向与位移（速度）方向垂直时该力不做功】.SS6摩擦生热：Q = f·S相对 ；Q常不等于功的大小动摩擦因数处处相同，克服摩擦力做功 W = µ mg S7能的其它单位换算:1kWh(度)3.6×106J，1eV1.60×10-19J.【动量】1同一物体某时刻的动能和动量大小的关系： 2碰撞的分类 ： 弹性碰撞动量守恒，动能无损失完全非弹性碰撞 动量

16、守恒，动能损失最大。【以共同速度运动】非完全弹性碰撞 动量守恒，动能有损失。碰撞后的速度介于上面两种碰撞的速度之间【大物碰静止的小物，大物不可能速度为零或反弹】3一维弹性碰撞：动物碰动物： 动物碰静物： V2=0, 【质量大碰小,一起向前；质量相等，速度交换；质量小碰大，质量小的反弹】4追上发生碰撞,满足三原则:ABV0动量守恒 动能不增加 合理性原则【A不穿过B（）】5小球和弹簧：A、B两小球的速度相等为弹簧最短或最长或弹性势能最大时若MAMB时, 弹簧恢复原长时,A、B球速度有极值：B球有最大值,A球有最小值；若MA<MB时,由于A会反弹，则A球最小值为零,B球速度可求,但不为极值，

17、此时弹簧还没有恢复原长.六典型例题ABRr1【天体运动】美国航空航天局和欧洲航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器，在美国东部时间2004年6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族质量为m的“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，先在半径为R的圆形轨道上绕土星飞行，运行速度大小为1为了进一步探测土星表面的情况，当探测器运行到A点时发动机向前喷出质量为m的气体，探测器速度大小减为2，进入一个椭圆轨道，运行到B点时再一次改变速度，然后进入离土星更近的半径为r的圆轨道，如图所示设探测器仅受到土星的万有引力，不考虑土星的卫星对探测器的影响，探测器在A点喷出的气体速度

18、大小为u求：（1）探测器在轨道上的运行速率3和加速度的大小（2）探测器在A点喷出的气体质量m【（1）3 = · 1、a = 12 （2）m = · m】2.【传送带模型】如图是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”示意图，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，夯杆在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底.然后两个滚轮再次压紧，夯杆被提上来，如此周而复始.已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s，滚轮对夯杆的正压力FN=2×104N，滚轮与夯杆间的动摩擦因数为0.3，夯杆质量m=1×103kg，坑深h=6.4m，假

19、定在打夯的过程中坑的深度变化不大，取g=10m/s2.求：在每个打夯周期中，电动机对夯杆所做的功；【7.2×104J】每个打夯周期中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量；【4.8×104J】打夯周期.【4.2s】 3.【板块模型】 质量ma3.0kg、长度L0.6m、电量q4.0×105C的导体板A在绝缘水平面上，质量mb1.0kg可视为质点的绝缘物体B在导体板A上的左端，开始时A、B保持相对静止一起向右滑动，当它们的速度减小到v03.0m/s时，立即施加一个方向水平向左、场强大小E1.0×105N/CBAEv0LS的匀强电场，此时A的右端到竖直绝缘挡板的距离为

20、S，此后A、B始终处在匀强电场中，如图所示。假定A与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，A与B之间（动摩擦因数10.25）及A与地面之间（动摩擦因数20.10）的最大静摩擦力均可认为等于其滑动摩擦力，g取10m/s2。试求要使B不从A上滑下，S应满足的条件。【S2.0m】4.【板块模型和弹簧】如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0kg的平板车，车的上表面右侧是一段长L1.0m的水平轨道，水平轨道左侧连一半径R=0.25m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m1.0kg的小物块紧靠弹簧，小物块与水平轨道间的动摩擦因数0.5。整

21、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，g取10m/s2求： （1）解除锁定前弹簧的弹性势能；【7.5J】（2）小物块第二次经过O/点时的速度大小；【2.0m/s】（3）最终小物块与车相对静止时距O/点的距离【0.5m】5.【碰撞问题】如图所示，一块足够长的木块，放在光滑的水平面上，在木板上自左向右放有序号是1，2，3，n的木块，所有木块的质量均为m，与木板间的动摩擦因数都相同。开始时，木板静止不动，第1，2，3，n号木板的初速度分别是v0，2v0，3v0，nv0，方向都向右。木板的质量与所有木块的总质量相等。最终所有木块与木块以共同速度匀速运动。设木块

22、之间均无相互碰撞，木板足够长。求： (1) 所有木块与木板一起匀速运动的速度vn 【】 (2) 第1号木块与木板刚好相对静止时的速度v1【】3x0x0OAm通过分析与计算说明第k号(n > k)木块的最小速度vk。【其中n > k】6【弹簧和碰撞】质量为m的钢板与直立弹簧的上端连接，弹簧下 端固定在地上，平衡时，弹簧的压缩量为x0,如图所示，一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动.已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点.若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度，求物块向上运动到达的最高点与O点的距离. 【x0/2】habB7【电磁感应中的动量与能量问题】如图所示，金属杆a在离地h高处从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B，水平部分导轨上原来放有一金属杆b.已知杆的质量为ma，且与b杆的质量比为mamb=3，水平导轨足够长，不计摩擦，求：（