物理能量和动量经典总结知识点

1、WORD格式运用动量和能量观点解题的思路动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用X围更广泛，是自然界中普遍适用的根本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考察的重点之一。试题常常是综合题，动量与能量的综合，或者动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、原子物理等知识的综合。 试题的情景常常是物理过程较复杂的， 或者是作用时间很短的， 如变加速运动、 碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。冲量是力对时间的积累，其作用效果是改变物体的动量；功是力对空间的积累，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，在此根底上，还很容易理解守恒定律的条件，要

2、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，研究对象一般是单个物体， 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根底上。临界状态往往应作为研究过程的开场或完毕状态。2要能视情况对研究过程进展恰当的理想化处理。3可以把一些看似分散的、相

3、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，可以选这局部物体作研究对象，也可以选取那局部物体作研究对象；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，就应在分析的根底上选用物理规律来解题，规律选用的一般原那么是：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假设是多个物体组成的系统，优先考虑两个守恒定律。3假设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。例 1 图 1 中轻弹簧的一端固定，另一端与滑块 B 相连， B 静止

4、在水平直导轨上，弹簧处于原长状态。 另一质量与 B 一样的滑块 A，从导轨上的 P 点以某一初速度向 B 滑行。当 A 滑过距离时，与 B 相碰，碰撞时间极短，碰后 A、 B 紧贴在一起运动，但互不粘连。最后 A 恰好回到出发点 P 并停顿。 滑块 A 和 B 与导轨的摩擦因数都为 ，运动过程中弹簧最大形变量为 ，重力专业资料整理WORD格式加速度为。求 A 从 P 点出发时的初速度。解析： 首先要将整个物理过程分析清楚，弄清不同阶段相互作用的物体和运动性质，从而为正确划分成假设干阶段进展研究铺平道路。即 A 先从 P 点向左滑行过程，受摩擦力作用做匀减速运动。设 A 刚接触 B 时的速度为，

5、对 A 根据动能定理，有接着 A、 B 发生碰撞，动量守恒。设碰后瞬间A、 B 的共同速度为，对 A、 B 系统根据动量守恒定律，有随后 A、 B 向左压缩弹簧至阶段，设弹簧获得的势能为，对 A、 B 和弹簧组成的系统，根据功能关系，有：A、 B 又被弹簧弹回至弹簧恢复到原长阶段，设A、 B 的速度为，对 A、 B 和弹簧组成的系统，根据功能关系，有最后 A、 B 别离， A 滑至 P 点停下，对A 应用动能定理，有由以上各式解得。评析： 动量和能量的综合问题，通常都具有多个物理过程，分析时需要根据整个过程在不同阶段的受力特点和运动情况，将其划分为较简单的几个子过程，从而为运用动量和能量关系解

6、决问题奠定根底。例 2在地面上方， 一小圆环 A 套在一条均匀直杆B 上，A 和 B 的质量均为m，它们之间的滑专业资料整理WORD格式动摩擦力。开场时A 处于 B 的下端， B竖直放置。在A 的下方米处，存在一专业资料整理WORD格式个“相互作用区域C，区域 C 的高度米，固定在空中如图2 中划有虚线的局部。当A进入区域C 时， A 受到方向竖直向上的恒力F 作用，。区域 C 对杆不产生作用力。A 和B 一起由静止开场下落，杆B 落地时A 和B 的速度一样。不计空气阻力，重力加速度。求杆 B 的长度至少为多少？解析： 通过审题，将物理过程、状态细分为如图2-1 、 2-2 、 2-3 所示。

7、图2-3 状态为A、 B刚到达共同速度，此时A、 B 相对位移的长度为杆的最小长度。在物体A、 B 由图 2 所示状态变为图2-1 所示状态过程：对A、 B 系统，机械能守恒，有式中为图 2-1 所示状态 A、 B 的速度，解得。在物理情形由图2-1 状态变到图2-2 所示状态过程中：对 A 物体，由动能定理得为物体 A 在图 2-2 所示状态的速度，解得对 A、B 系统，由于所受合外力为零，由动量守恒得专业资料整理WORD格式为物体 B 在图 2-2 所示状态的速度，解得。专业资料整理WORD格式对 B 物体，由动能定理得式中为该过程物体B 下落的高度解得。在物理情形由图2-2 状态变到图2

8、-3 所示状态过程中：对 A 由动量定理得由动能定理得式中为该过程物体A 下落的高度；为图2-3 状态时 A、 B 具有的一样速度。对 B 由动量定理得由动能定理得式中为该过程B 下落的高度。由上式解得m，m杆的长度至少为m。评析： 有很多物理问题都涉及临界状态，解决此类问题时，要审清题意，通过草画图形，弄清物理过程，找出转折点，抓住承前启后的物量量，确定临界条件。一幅好的示意图就是一种无声的启发，借助示意图可以帮助我们审题，可丰富对物理情景的想象力，为正确解题叩开大门。例 3 在核反响堆里，用石墨作减速剂，使铀核裂变所产生的快中子通过与碳核不断的碰撞而被减速。假设中子与碳核发生的是弹性正碰，

9、且碰撞前碳核是静止的。碳核的质量近似为中子质量的 12 倍，中子原来的动能为E0，试求： 1经过一次碰撞后中子的能量变为多少？ 2假设0=176MeV，那么经过多少次后，中子的能量才可减少到0 025eV。E解析：按弹性正碰的规律可求出每次碰撞后中子的速度变为多少，对应的动能也就可以求解；专业资料整理WORD格式在根据每次碰撞前后的动能之比与需要减少到0 025eV 与原动能E0的比值关系，取对数求出碰专业资料整理WORD格式撞次数必须进位取整。 1弹性正碰遵守动量守恒和能量守恒两个定律。设中子的质量m，碳核的质量M。有：由上述两式整理得那么经过一次碰撞后中子的动能（ 2同理可得设经过 n 次

10、碰撞，中子的动能才会减少至0。 025eV，即En=0025eV，E0=1 75MeV解上式得n54评析： 动量与能量问题，一般与实际问题结合严密，能否将一个实际的问题转化为典型的物理模型和熟悉的过程，是解决这类问题的关键所在。例 4如图 3 所示，水平金属导轨M、N宽为，足够长金属导轨M、N宽为，它们用金属棒EF连接且处在竖直向上的磁感应强度的匀强磁场中， 磁场右边界为gh 处，cd 金属棒垂直M、 N静止在 M、N 导轨上， ab 金属棒在光滑水平高台上受到水平向左的外力F=5N的作用，作用时间后撤去力F，ab 棒随后离开高台落至cd 右侧的 M、N 导轨上， M、N 导轨使 ab 棒竖直

11、分速度变为零，但不影响ab 棒水平分速度。ab、 cd 棒始终平行且没有相碰，当专业资料整理WORD格式cd 、 cd 棒先后到达EF 时， ab、 cd 棒均已到达稳定速度，不计一切专业资料整理WORD格式摩擦阻力。求（ 1ab、 cd 棒最终速度大小。（ 2整个装置中电流产生的总热量。解析： 1 ab 棒做平抛运动的初速度为，根据动量定理有，解得由题意可知，ab 棒在 M、 N 导轨上水平向左的初速度为，对 ab 棒、 cd 棒系统动量守恒，且 cd 棒到 EF 前它们已达共同速度，那么有，解得当 cd 棒在 M、 N轨而 ab 棒在 M、N 导轨上运动的过程中，每一时刻ab 棒所受安培力是cd 棒所受安培力的2 倍，在一样的时间内两棒所受安培力的冲量大小关系为ab 棒 到达EF 前， ab 棒、 cd 棒已达稳定速度， 设分别为、， 对ab 棒有，对 cd 棒有ab 棒、 cd 棒具有稳定速度时，有解得，。当ab 棒到达EF 后 ，对ab 棒、 cd棒 系统 动量守恒，最终达共同 速度，那么 有解得。专业资料整理WORD格式 ab 棒下落到M、 N 轨后，对整个系统能量守恒，电流产生的总热量等于系统机械能的专业资料整理WO