物理复习二轮复习全套2

1、20102010年高三物理第二轮总复年高三物理第二轮总复习（大纲版）习（大纲版）目录目录 第第1专题力与运动专题力与运动 第第2专题专题动量和能量动量和能量 第第3专题圆周运动、航天与星体问题专题圆周运动、航天与星体问题 第第4专题带电粒子在电场和磁场中的运动专题带电粒子在电场和磁场中的运动 第第5专题电磁感应与电路的分析专题电磁感应与电路的分析 第第6专题振动与波、光学、执掌、原子物理专题振动与波、光学、执掌、原子物理 第第7专题高考物理实验专题高考物理实验 第第8专题数学方法在物理中的应用专题数学方法在物理中的应用 第第9专题高中物理常见的物理模型专题高中物理常见的物理模型 第第10专题计

2、算题的答题规范与解析技巧专题计算题的答题规范与解析技巧第第2专题动量和能量专题动量和能量知识网络知识网络考点预测考点预测本专题涉及的内容是动力学内容的延续和深化动量守本专题涉及的内容是动力学内容的延续和深化动量守恒定律、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范围更广泛它们是自然界中最基本、最普遍、最重要适用范围更广泛它们是自然界中最基本、最普遍、最重要的客观规律，也是高中物理的重点和难点、高考考查内容的的客观规律，也是高中物理的重点和难点、高考考查内容的重点其命题形式一般是能量与动量综合起来考，如：重点其命题形式一般是能量与动量综合

3、起来考，如：2009年全国理综卷年全国理综卷第第21题、第题、第25题，题，2008年全国理综卷年全国理综卷的第的第24题题“下摆拉动下摆拉动滑块碰撞问题滑块碰撞问题”，全国理综卷，全国理综卷的第的第23题题“子弹射击木子弹射击木块问题块问题”，重庆理综卷的第，重庆理综卷的第24题题“碰撞后压缩弹簧问碰撞后压缩弹簧问题题”但是，由于目前全国的课改形势以及在课程标准中的但是，由于目前全国的课改形势以及在课程标准中的内容设置，在高考中出现的这类综合题的难点主要在于功能内容设置，在高考中出现的这类综合题的难点主要在于功能关系的应用上，而不是在于动量守恒定律的应用上关系的应用上，而不是在于动量守恒定律

4、的应用上另外，从另外，从2009年各地的高考考卷中也可发现，除了能量年各地的高考考卷中也可发现，除了能量与动量的综合题外，单独考查功能原理的试题在卷中出现的与动量的综合题外，单独考查功能原理的试题在卷中出现的概率也较大概率也较大要点归纳要点归纳一、基本的物理概念一、基本的物理概念1冲量与功的比较冲量与功的比较(1)定义式定义式(2)属性属性2动量与动能的比较动量与动能的比较(1)定义式定义式(2)属性属性(3)动量与动能量值间的关系动量与动能量值间的关系(4)动量和动能都是描述物体状态的量，都有相对性动量和动能都是描述物体状态的量，都有相对性(相相对所选择的参考系对所选择的参考系)，都与物体的

5、受力情况无关动量的变化，都与物体的受力情况无关动量的变化和动能的变化都是过程量，都是针对某段时间而言的和动能的变化都是过程量，都是针对某段时间而言的二、动量观点的基本物理规律二、动量观点的基本物理规律1动量定理的基本形式与表达式：动量定理的基本形式与表达式：Ip分方向的表达式：分方向的表达式：Ix合合px，Iy合合py2动量定理推论：动量的变化率等于物体所受的合外动量定理推论：动量的变化率等于物体所受的合外力，即力，即F合合3动量守恒定律动量守恒定律(1)动量守恒定律的研究对象是一个系统动量守恒定律的研究对象是一个系统(含两个或两个含两个或两个以上相互作用的物体以上相互作用的物体)(2)动量守

6、恒定律的适用条件动量守恒定律的适用条件标准条件：系统不受外力或系统所受外力之和为零标准条件：系统不受外力或系统所受外力之和为零近似条件：系统所受外力之和虽不为零，但比系统的近似条件：系统所受外力之和虽不为零，但比系统的内力小得多内力小得多(如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外力与相互作用的内力相比小得多力与相互作用的内力相比小得多)，可以忽略不计，可以忽略不计分量条件：系统所受外力之和虽不为零，但在某个方分量条件：系统所受外力之和虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统总动量的分量保持不向上的分量为零，则在该方向上系统总动量的分量保持

7、不变变(3)使用动量守恒定律时应注意：使用动量守恒定律时应注意：速度的瞬时性；速度的瞬时性；动量的矢量性；动量的矢量性；时间的同一性时间的同一性(4)应用动量守恒定律解决问题的基本思路和方法应用动量守恒定律解决问题的基本思路和方法分析题意，明确研究对象在分析相互作用的物体总分析题意，明确研究对象在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体统称为系统对动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体统称为系统对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确析，要明确在哪些阶段中，哪

8、些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的定所研究的系统是由哪些物体组成的对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是作用于系统的是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是作用于系统的外力在受力分析的基础上根据动量守恒定律的条件，判断外力在受力分析的基础上根据动量守恒定律的条件，判断能否应用动量守恒定律能否应用动量守恒定律明确所研究的相互作用过程，确定过程的始末状态，明确所研究的相互作用过程，确定过程的始末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式即系统内各个物体的初动量和末动量的值或

9、表达式(注意：注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系均应取地球为参考系)确定正方向，建立动量守恒方程求解确定正方向，建立动量守恒方程求解三、功和能三、功和能1中学物理中常见的能量中学物理中常见的能量动能动能Ek mv2;重力势能重力势能Epmgh;弹性势能弹性势能E弹弹 kx2;机械能机械能EEkEp;分子势能分子势能;分子动能分子动能;内能内能;电势能电势能Eq;电电能能;磁场能磁场能;化学能化学能;光能光能;原子能原子能(电子的动能和势能之和电子的动能和势能之和);原子原子核能核能Emc2;引力势能引

10、力势能;太阳能太阳能;风能风能(空气的动能空气的动能);地热地热,潮汐潮汐能能.2常见力的功和功率的计算：常见力的功和功率的计算：恒力做功恒力做功WFscos ；重力做功；重力做功Wmgh；一对滑动摩擦力做的总功一对滑动摩擦力做的总功Wffs路路；电场力做功电场力做功WqU；功率恒定时牵引力所做的功功率恒定时牵引力所做的功WPt；恒定压强下的压力所做的功恒定压强下的压力所做的功WpV；电流所做的功电流所做的功WUIt；洛伦兹力永不做功；洛伦兹力永不做功；瞬时功率瞬时功率PFvcos_；平均功率平均功率 Fcos 1212Wtv3中学物理中重要的功能关系中学物理中重要的功能关系能量与物体运动的状

11、态相对应在物体相互作用的过程能量与物体运动的状态相对应在物体相互作用的过程中，物体的运动状态通常要发生变化，所以物体的能量变化中，物体的运动状态通常要发生变化，所以物体的能量变化一般要通过做功来实现，这就是常说的一般要通过做功来实现，这就是常说的“功是能量转化的量功是能量转化的量度度”的物理本质那么，什么功对应着什么能量的转化呢？的物理本质那么，什么功对应着什么能量的转化呢？在高中物理中主要的功能关系有：在高中物理中主要的功能关系有：(1)外力对物体所做的总功等于物体动能的增量，即外力对物体所做的总功等于物体动能的增量，即W总总Ek(动能定理动能定理)(2)重力重力(或弹簧的弹力或弹簧的弹力)

12、对物体所做的功等于物体重力势对物体所做的功等于物体重力势能能(或弹性势能或弹性势能)的增量的负值，即的增量的负值，即W重重Ep(或或W弹弹Ep)(3)电场力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量的负电场力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量的负值，即值，即W电电E电电(4)除重力除重力(或弹簧的弹力或弹簧的弹力)以外的力对物体所做的功等于以外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量，即物体机械能的增量，即W其他其他E机机(功能原理功能原理)(5)当除重力当除重力(或弹簧弹力或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功等于以外的力对物体所做的功等于零时，则有零时，则有E机机0，即机械能守恒，即机械能守恒(6)一对

13、滑动摩擦力做功与内能变化的关系是：一对滑动摩擦力做功与内能变化的关系是：“摩擦所摩擦所产生的热产生的热”等于滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即等于滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即Qfs相对相对一对滑动摩擦力所做的功的代数和总为负值，表示一对滑动摩擦力所做的功的代数和总为负值，表示除了有机械能在两个物体间转移外，还有一部分机械能转化除了有机械能在两个物体间转移外，还有一部分机械能转化为内能，这就是为内能，这就是“摩擦生热摩擦生热”的实质的实质(7)安培力做功对应着电能与其他形式的能相互转化，即安培力做功对应着电能与其他形式的能相互转化，即W安安E电电安培力做正功，对应着电能转化为其他能安培

14、力做正功，对应着电能转化为其他能(如电如电动机模型动机模型)；克服安培力做负功，对应着其他能转化为电能；克服安培力做负功，对应着其他能转化为电能(如发电机模型如发电机模型)；安培力做功的绝对值等于电能转化的量；安培力做功的绝对值等于电能转化的量值值(8)分子力对分子所做的功等于分子势能的增量的负值，分子力对分子所做的功等于分子势能的增量的负值，即即W分子力分子力E分子分子(9)外界对一定质量的气体所做的功外界对一定质量的气体所做的功W与气体从外界所吸与气体从外界所吸收的热量收的热量Q之和等于气体内能的变化，即之和等于气体内能的变化，即WQU(10)在电机电路中，电流做功的功率等于电阻发热的功在

15、电机电路中，电流做功的功率等于电阻发热的功率与输出的机械功率之和率与输出的机械功率之和(11)在纯电阻电路中，电流做功的功率等于电阻发热的在纯电阻电路中，电流做功的功率等于电阻发热的功率功率(12)在电解槽电路中，电流做功的功率等于电阻发热的在电解槽电路中，电流做功的功率等于电阻发热的功率与转化为化学能的功率之和功率与转化为化学能的功率之和(13)在光电效应中，光子的能量在光电效应中，光子的能量hvW mv02(14)在原子物理中，原子辐射光子的能量在原子物理中，原子辐射光子的能量hvE初初E末末，原子吸收光子的能量原子吸收光子的能量hvE末末E初初(15)核力对核子所做的功等于核能增量的负值

16、，即核力对核子所做的功等于核能增量的负值，即W核核E核核，并且，并且mc2E核核12(16)能量转化和守恒定律对于所有参与相互作用的物能量转化和守恒定律对于所有参与相互作用的物体所组成的系统，无论什么力做功，可能每一个物体的能量体所组成的系统，无论什么力做功，可能每一个物体的能量的数值及形式都发生变化，但系统内所有物体的各种形式能的数值及形式都发生变化，但系统内所有物体的各种形式能量的总和保持不变量的总和保持不变4运用能量观点分析、解决问题的基本思路运用能量观点分析、解决问题的基本思路(1)选定研究对象选定研究对象(单个物体或一个系统单个物体或一个系统)，弄清物理过，弄清物理过程程(2)分析受

17、力情况，看有什么力在做功，弄清系统内有多分析受力情况，看有什么力在做功，弄清系统内有多少种形式的能在参与转化少种形式的能在参与转化(3)仔细分析系统内各种能量的变化情况及变化的数量仔细分析系统内各种能量的变化情况及变化的数量(4)列方程列方程E减减E增增或或E初初E末末求解求解四、弹性碰撞四、弹性碰撞在一光滑水平面上有两个质量分别为在一光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的刚性小球的刚性小球A和和B以初速度以初速度v1、v2运动，若它们能发生正碰，碰撞后它们运动，若它们能发生正碰，碰撞后它们的速度分别为的速度分别为v1和和v2v1、v2、v1、v2是以地面为参考系是以地面为参考系的，将的，将

18、A和和B看做系统看做系统由碰撞过程中系统动量守恒，有：由碰撞过程中系统动量守恒，有： m1v1 m2v2 m1v1 m2v2由于弹性碰撞中没有机械能损失，故有：由于弹性碰撞中没有机械能损失，故有： m1v12 m2v22 m1v12 m2v22由以上两式可得：由以上两式可得：v2v1(v2v1)或或v1v2(v1v2)碰撞后碰撞后B相对于相对于A的速度与碰撞前的速度与碰撞前B相对于相对于A的速度大小的速度大小相等、方向相反；碰撞后相等、方向相反；碰撞后A相对于相对于B的速度与碰撞前的速度与碰撞前A相对于相对于B的速度大小相等、方向相反的速度大小相等、方向相反12121212【结论结论1】对于一

19、维弹性碰撞，若以其中某物体为参考对于一维弹性碰撞，若以其中某物体为参考系，则另一物体碰撞前后速度大小不变、方向相反系，则另一物体碰撞前后速度大小不变、方向相反(即以原速即以原速率弹回率弹回)联立以上各式可解得：联立以上各式可解得：v1v2若若m1m2，即两个物体的质量相等，则，即两个物体的质量相等，则v1v2，v2v1，表示碰后，表示碰后A的速度变为的速度变为v2，B的速度变为的速度变为v1 22121122mmmmm vv 11212122mmmmm vv【结论结论2】对于一维弹性碰撞，若两个物体的质量相对于一维弹性碰撞，若两个物体的质量相等，则碰撞后两个物体互换速度等，则碰撞后两个物体互换

20、速度(即碰后即碰后A的速度等于碰前的速度等于碰前B的速度，碰后的速度，碰后B的速度等于碰前的速度等于碰前A的速度的速度)若若A的质量远大于的质量远大于B的质量，则有：的质量，则有：v1v1，v22v1v2；若若A的质量远小于的质量远小于B的质量，则有：的质量，则有：v2v2，v12v2v1【结论结论3】对于一维弹性碰撞，若其中某物体的质量远对于一维弹性碰撞，若其中某物体的质量远大于另一物体的质量，则质量大的物体碰撞前后速度保持不大于另一物体的质量，则质量大的物体碰撞前后速度保持不变至于质量小的物体碰后速度如何，可结合结论变至于质量小的物体碰后速度如何，可结合结论1和结论和结论2得出得出在高考复

21、习中，若能引导学生推导出以上二级结论并熟在高考复习中，若能引导学生推导出以上二级结论并熟记，对提高学生的解题速度是大有帮助的记，对提高学生的解题速度是大有帮助的热点、重点、难点热点、重点、难点一、动量定理的应用问题一、动量定理的应用问题动量定理的应用在高考中主要有以下题型：动量定理的应用在高考中主要有以下题型：1定性解释周围的一些现象；定性解释周围的一些现象；2求打击、碰撞、落地过程中的平均冲力；求打击、碰撞、落地过程中的平均冲力；3计算流体问题中的冲力计算流体问题中的冲力(或反冲力或反冲力)；4根据安培力的冲量求电荷量根据安培力的冲量求电荷量例例1如图如图21所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停

22、所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，瓶的底端与竖直墙壁接触现打开放在光滑的水平地面上，瓶的底端与竖直墙壁接触现打开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为S，气体的密度，气体的密度为为，气体向外喷出的速度为，气体向外喷出的速度为v，则气体刚喷出时贮气瓶底端，则气体刚喷出时贮气瓶底端对竖直墙壁的作用力大小是对竖直墙壁的作用力大小是()图图21AvSBC v2SDv2S【解析解析】t时间内喷出气体的质量时间内喷出气体的质量mSvt对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由动量定理得：动量定理

23、得：Ftmv0解得：解得：Fv2S答案答案D【点评点评】动量定理对多个物体组成的系统也成立，而动动量定理对多个物体组成的系统也成立，而动能定理对于多个物体组成的系统不适用能定理对于多个物体组成的系统不适用122pSv同类拓展同类拓展1如图如图22所示，质量为所示，质量为M的木块位于光滑的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在在A位置现有一质量为位置现有一质量为m的子弹以水平速度的子弹以水平速度v0射向木块并嵌射向木块并嵌入其中，则当木块回到入其中，则当木块回到A位置时的速度位置时的速度v以及此过程中墙对弹以及此过程

24、中墙对弹簧的冲量簧的冲量I的大小分别为的大小分别为()图图22Av ，I0 Bv ，I2mv0Cv ，I Dv ，I2mv00mMm v0mMm v0mMv0mMm v202mMm v【解析解析】设在子弹射入木块且未压缩弹簧的过程中，木设在子弹射入木块且未压缩弹簧的过程中，木块块(含子弹含子弹)的速度为的速度为v1，由动量守恒定律得：，由动量守恒定律得：mv0(mM)v1解得：解得：v1对木块对木块(含子弹含子弹)压缩弹簧再返回压缩弹簧再返回A点的过程，由动能定理点的过程，由动能定理得：得：(mM)v2(mM)v12W总总0可知：可知：vv1取子弹、木块和弹簧组成的系统为研究对象，由动量定取子

25、弹、木块和弹簧组成的系统为研究对象，由动量定理得：理得：I(mM)(v)(mM)v12mv0负号表示方向向左负号表示方向向左答案答案B 0mMm v0mMm v二、动能定理、机械能守恒定律的应用二、动能定理、机械能守恒定律的应用1对于单个平动的物体：对于单个平动的物体：W总总Ek，W总总指物体所受的指物体所受的所有外力做的总功所有外力做的总功2系统只有重力、弹力作为内力做功时，机械能守系统只有重力、弹力作为内力做功时，机械能守恒恒(1)用细绳悬挂的物体绕细绳另一端做圆周运动时，细绳用细绳悬挂的物体绕细绳另一端做圆周运动时，细绳对物体不做功对物体不做功(2)轻杆绕一端自由下摆，若轻杆上只固定一个

26、物体，则轻杆绕一端自由下摆，若轻杆上只固定一个物体，则轻杆对物体不做功；若轻杆上不同位置固定两个物体，则轻轻杆对物体不做功；若轻杆上不同位置固定两个物体，则轻杆分别对两物体做功杆分别对两物体做功(3)对于细绳连接的物体，若细绳存在突然绷紧的瞬间，对于细绳连接的物体，若细绳存在突然绷紧的瞬间，则物体则物体(系统系统)的机械能减少的机械能减少3单个可当做质点的物体机械能守恒时，既可用机械单个可当做质点的物体机械能守恒时，既可用机械能守恒定律解题，也可用动能定理解题，两种方法等效发能守恒定律解题，也可用动能定理解题，两种方法等效发生形变的物体和几个物体组成的系统机械能守恒时，一般用生形变的物体和几个

27、物体组成的系统机械能守恒时，一般用机械能守恒定律解题，不方便应用动能定理解题机械能守恒定律解题，不方便应用动能定理解题例例2以初速度以初速度v0竖直向上抛出一质量为竖直向上抛出一质量为m的小物的小物块假定物块所受的空气阻力块假定物块所受的空气阻力f大小不变已知重力加速度为大小不变已知重力加速度为g，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为2009年高考年高考全国理综卷全国理综卷()【解析解析】方法一：对于物块上升的过程，由动能定理方法一：对于物块上升的过程，由动能定理得：得：(mghfh)0 mv02解得：解得：h设物块返回至原抛出点的

28、速率为设物块返回至原抛出点的速率为v，对于整个过程应用，对于整个过程应用动能定理有：动能定理有： mv2 mv02f2h解得：解得：vv0122021fgmg v1212mgfmgf 方法二：设小物块在上升过程中的加速度大小为方法二：设小物块在上升过程中的加速度大小为a1，由，由牛顿第二定律有：牛顿第二定律有：a1故物块上升的最大高度故物块上升的最大高度h设小物块在下降过程中的加速度为设小物块在下降过程中的加速度为a2，由牛顿第二定律，由牛顿第二定律有：有：a2可得：可得：v v0答案答案A【点评点评】动能定理是由牛顿第二定律导出的一个结论，动能定理是由牛顿第二定律导出的一个结论，对于单个物体

29、受恒力作用的过程，以上两种方法都可以用来对于单个物体受恒力作用的过程，以上两种方法都可以用来分析解答，但方法二的物理过程较复杂例如涉及曲线运动分析解答，但方法二的物理过程较复杂例如涉及曲线运动或变力做功时，运用动能定理更为方便或变力做功时，运用动能定理更为方便mgfm 22001221afgmg vv22a hmgfmgf mgfm 同类拓展同类拓展2一匹马拉着质量为一匹马拉着质量为 60 kg 的雪橇，从静止的雪橇，从静止开始用开始用 80 s 的时间沿平直冰面跑完的时间沿平直冰面跑完 1000 m设在运动过程设在运动过程中雪橇受到的阻力保持不变，已知雪橇在开始运动的中雪橇受到的阻力保持不变

30、，已知雪橇在开始运动的 8 s 时时间内做匀加速直线运动，从第间内做匀加速直线运动，从第 8 s 末开始，马拉雪橇做功的末开始，马拉雪橇做功的功率保持不变，使雪橇继续做直线运动，最后一段时间雪橇功率保持不变，使雪橇继续做直线运动，最后一段时间雪橇做的是匀速直线运动，速度大小为做的是匀速直线运动，速度大小为 15 m/s；开始运动的；开始运动的 8 s 内马拉雪橇的平均功率是内马拉雪橇的平均功率是 8 s 后功率的一半求：整个运动后功率的一半求：整个运动过程中马拉雪橇做功的平均功率和雪橇在运动过程中所受阻过程中马拉雪橇做功的平均功率和雪橇在运动过程中所受阻力的大小力的大小【解析解析】设设 8 s

31、 后马拉雪橇的功率为后马拉雪橇的功率为P，则：，则：匀速运动时匀速运动时PFvfv即运动过程中雪橇受到的阻力大小即运动过程中雪橇受到的阻力大小f对于整个过程运用动能定理得：对于整个过程运用动能定理得： t1P(t总总t1)fs总总 mvt20即即 8P(808) 1000 60152解得：解得：P723 W故故f48.2 N再由动能定理可得再由动能定理可得 t总总fs mvt2解得：解得： 687 W 答案答案687 W48.2 Npv2p2p121215p12pp例例3如图如图23所示，质量为所示，质量为m1的物体的物体A经一轻质弹簧经一轻质弹簧与下方地面上的质量为与下方地面上的质量为m2的

32、物体的物体B相连，弹簧的劲度系数为相连，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两个轻都处于静止状态一条不可伸长的轻绳绕过两个轻滑轮，一端连物体滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩开始时各段绳都，另一端连一轻挂钩开始时各段绳都处于伸直状态，处于伸直状态，A上方的一段沿竖直方向若在挂钩上挂一上方的一段沿竖直方向若在挂钩上挂一质量为质量为m3的物体的物体C，则，则B将刚好离地若将将刚好离地若将C换成另一个质量换成另一个质量为为m1m3的物体的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次这次B刚离地时刚离地时D的速度大小是多少？的速度大小是

33、多少？(已知重力加速度为已知重力加速度为g)图图23【解析解析】开始时开始时A、B静止，即处于平衡状态，设弹簧的压缩静止，即处于平衡状态，设弹簧的压缩量为量为x1，则有：，则有：kx1m1g挂上挂上C后后,当当B刚要离地时刚要离地时,设弹簧的伸长量为设弹簧的伸长量为x2,则有：则有：kx2m2g此时，此时，A和和C的速度均为零的速度均为零从挂上从挂上C到到A和和C的速度均为零时，根据机械能守恒定律可的速度均为零时，根据机械能守恒定律可知，弹性势能的改变量为：知，弹性势能的改变量为：Em3g(x1x2)m1g(x1x2)将将C换成换成D后，有：后，有：E (m1m3m1)v2(m1m3)g(x1

34、x2)m1g(x1x2) 联联 立立 解解 得得 ： v 答案答案【点评点评】含弹簧连接的物理情境题在近几年高考中出现的概含弹簧连接的物理情境题在近几年高考中出现的概率很高，而且多次考查以下原理：弹簧的压缩量或伸长量相同率很高，而且多次考查以下原理：弹簧的压缩量或伸长量相同时，弹性势能相等；弹性势能的变化取决于弹簧的始末形变时，弹性势能相等；弹性势能的变化取决于弹簧的始末形变量，与过程无关量，与过程无关12 21121322mmmgkmm 21121322mmmgkmm 三、碰撞问题三、碰撞问题1在高中物理中涉及的许多碰撞过程在高中物理中涉及的许多碰撞过程(包括射击包括射击)，即使，即使在空中

35、或粗糙的水平面上，往往由于作用时间短、内力远大在空中或粗糙的水平面上，往往由于作用时间短、内力远大于外力，系统的动量仍可看做守恒于外力，系统的动量仍可看做守恒2两滑块在水平面上碰撞的过程遵循以下三个法则：两滑块在水平面上碰撞的过程遵循以下三个法则：动量守恒；动量守恒；机械能不增加；机械能不增加；碰后两物体的前后位置要符合实际情境碰后两物体的前后位置要符合实际情境3两物体发生完全非弹性碰撞时，机械能的损耗最两物体发生完全非弹性碰撞时，机械能的损耗最大大例例4如图如图24所示，在光滑绝缘水平面上由左到右所示，在光滑绝缘水平面上由左到右沿一条直线等间距的静止排着多个形状相同的带正电的绝缘沿一条直线等

36、间距的静止排着多个形状相同的带正电的绝缘小球，依次编号为小球，依次编号为1、2、3每个小球所带的电荷量都相等每个小球所带的电荷量都相等且均为且均为q3.75103 C，第一个小球的质量，第一个小球的质量m0.03 kg，从，从第二个小球起往下的小球的质量依次为前一个小球的，小球第二个小球起往下的小球的质量依次为前一个小球的，小球均位于垂直于小球所在直线的匀强磁场里，已知该磁场的磁均位于垂直于小球所在直线的匀强磁场里，已知该磁场的磁感应强度感应强度B0.5 T现给第一个小球一个水平速度现给第一个小球一个水平速度v8 m/s，使第一个小球向前运动并且与后面的小球发生弹性正，使第一个小球向前运动并且

37、与后面的小球发生弹性正碰若碰撞过程中电荷不转移，则第几个小球被碰后可以脱碰若碰撞过程中电荷不转移，则第几个小球被碰后可以脱离地面？离地面？(不计电荷之间的库仑力，取不计电荷之间的库仑力，取g10 m/s2)图图24【解析解析】设第一个小球与第二个小球发生弹性碰撞后两设第一个小球与第二个小球发生弹性碰撞后两小球的速度分别为小球的速度分别为v1和和v2，根据动量和能量守恒有：，根据动量和能量守恒有：mvmv1 mv2 mv2 mv12 mv22联立解得：联立解得：v2 v同理，可得第同理，可得第n1个小球被碰后的速度个小球被碰后的速度 vn1( )nv设第设第n1个小球被碰后对地面的压力为零或脱离

38、地面，个小球被碰后对地面的压力为零或脱离地面，则：则：qvn1B( )nmg联立以上两式代入数值可得联立以上两式代入数值可得n2，所以第，所以第3个小球被碰后个小球被碰后首先离开地面首先离开地面答案答案第第3个个【点评点评】解答对于多个物体、多次碰撞且动量守恒的物解答对于多个物体、多次碰撞且动量守恒的物理过程时，总结出通项公式或递推式是关键理过程时，总结出通项公式或递推式是关键12131216133232同类拓展同类拓展3如图如图25所示，质量为所示，质量为m的钢板与直立轻的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，平衡时，弹簧的压弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，平衡时，弹簧的压缩量

39、为缩量为x0一个物块从钢板的正上方相距一个物块从钢板的正上方相距3x0的的A处自由落处自由落下，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的质量也为们到达最低点后又向上运动已知物块的质量也为m时，它时，它们恰能回到们恰能回到O点；若物块的质量为点；若物块的质量为2m，仍从，仍从A处自由落下，处自由落下，则物块与钢板回到则物块与钢板回到O点时还具有向上的速度求物块向上运点时还具有向上的速度求物块向上运动所到达的最高点与动所到达的最高点与O点之间的距离点之间的距离图图25【解析解析】物块与钢板碰撞前瞬间的速度

40、为：物块与钢板碰撞前瞬间的速度为：v0设质量为设质量为m的物块与钢板碰撞后瞬间的速度为的物块与钢板碰撞后瞬间的速度为v1，由动，由动量守恒定律有：量守恒定律有：mv02mv1设弹簧的压缩量为设弹簧的压缩量为x0时的弹性势能为时的弹性势能为Ep，对于物块和钢，对于物块和钢板碰撞后直至回到板碰撞后直至回到O点的过程，由机械能守恒定律得：点的过程，由机械能守恒定律得：Ep 2mv122mgx0设质量为设质量为2m的物块与钢板碰撞后瞬间的速度为的物块与钢板碰撞后瞬间的速度为v2，物块，物块与钢板回到与钢板回到O点时所具有的速度为点时所具有的速度为v3，由动量守恒定律有：，由动量守恒定律有：2mv03m

41、v21206gx由机械能守恒定律有：由机械能守恒定律有：Ep 3mv223mgx0 3mv32解得：解得：v3当质量为当质量为2m的物块与钢板一起回到的物块与钢板一起回到O点时，弹簧的弹力点时，弹簧的弹力为零，物块与钢板只受到重力的作用，加速度为为零，物块与钢板只受到重力的作用，加速度为g；一过；一过O点，钢板就会受到弹簧向下的拉力作用，加速度大于点，钢板就会受到弹簧向下的拉力作用，加速度大于g，由，由于物块与钢板不粘连，故在于物块与钢板不粘连，故在O点处物块与钢板分离；分离后点处物块与钢板分离；分离后,物块以速度物块以速度v3竖直上升，由竖直上抛的最大位移公式得：竖直上升，由竖直上抛的最大位

42、移公式得：h所以物块向上运动所到达的最高点与所以物块向上运动所到达的最高点与O点之间的距离点之间的距离为为 答案答案12120gx23022xg v02x02x【点评点评】物块与钢板碰撞的瞬间外力之和并不为零，物块与钢板碰撞的瞬间外力之和并不为零，但这一过程时间极短，内力远大于外力，故可近似看成动量但这一过程时间极短，内力远大于外力，故可近似看成动量守恒守恒两次下压至回到两次下压至回到O点的过程中，速度、路程并不相点的过程中，速度、路程并不相同，但弹性势能的改变同，但弹性势能的改变(弹力做的功弹力做的功)相同相同在本题中，物块与钢板下压至回到在本题中，物块与钢板下压至回到O点的过程也可以点的过

43、程也可以运用动能定理列方程运用动能定理列方程第一次：第一次：0 2mv12W弹弹2mgx0第二次：第二次： 3mv32 3mv22W弹弹3mgx0121212四、高中物理常见的功能关系四、高中物理常见的功能关系1摩擦生热摩擦生热等于摩擦力与两接触面相对滑动的路等于摩擦力与两接触面相对滑动的路程的乘积，即程的乘积，即Qfs相相例例5如图如图26所示，绷紧的传送带与水平面的夹角所示，绷紧的传送带与水平面的夹角30，皮带在电动机的带动下始终以，皮带在电动机的带动下始终以v02 m/s的速率运的速率运行现把一质量行现把一质量m10 kg的工件的工件(可看做质点可看做质点)轻轻放在皮带轻轻放在皮带的底端

44、，经时间的底端，经时间t1.9 s，工件被传送到，工件被传送到h1.5 m的皮带顶的皮带顶端取端取g10 m/s2求：求：(1)工件与皮带间的动摩擦因数工件与皮带间的动摩擦因数(2)电动机由于传送工件而多消耗的电能电动机由于传送工件而多消耗的电能图图26【解析解析】(1)由题意可知，皮带长由题意可知，皮带长s 3 m工件的速度达到工件的速度达到v0前工件做匀加速运动，设经时间前工件做匀加速运动，设经时间t1工工件的速度达到件的速度达到v0，此过程工件的位移为：，此过程工件的位移为：s1 v0t1达到达到v0后，工件做匀速运动，此过程工件的位移为：后，工件做匀速运动，此过程工件的位移为：ss1v

45、0(tt1)代入数据解得：代入数据解得：t10.8 s工件加速运动的加速度工件加速运动的加速度a 2.5 m/s2据牛顿第二定律得：据牛顿第二定律得：mgcos mgsin ma解得：解得： sin30h 123201tv(2)在时间在时间t1内，皮带运动的位移内，皮带运动的位移s2v0t11.6 m工件相对皮带的位移工件相对皮带的位移ss2s10.8 m在时间在时间t1内，因摩擦产生的热量内，因摩擦产生的热量Qmgcos s60 J工件获得的动能工件获得的动能Ek mv0220 J工件增加的势能工件增加的势能Epmgh150 J电动机多消耗的电能电动机多消耗的电能EQEkEp230 J答案答

46、案(1) (2)230 J12322机械能的变化机械能的变化除重力、弹簧的弹力以外的力做除重力、弹簧的弹力以外的力做的功等于系统机械能的变化的功等于系统机械能的变化例例6一面积很大的水池中的水深为一面积很大的水池中的水深为H，水面上浮着一，水面上浮着一正方体木块，木块的边长为正方体木块，木块的边长为a，密度为水的，质量为，密度为水的，质量为m开始开始时木块静止，有一半没入水中，如图时木块静止，有一半没入水中，如图27甲所示，现用力甲所示，现用力F将木块缓慢地向下压，不计摩擦将木块缓慢地向下压，不计摩擦图图27甲甲(1)求从开始压木块到木块刚好完全没入水的过程中，力求从开始压木块到木块刚好完全没

47、入水的过程中，力F所做的功所做的功(2)若将该木块放在底面为正方形若将该木块放在底面为正方形(边长为边长为a)的盛水足够深的盛水足够深的长方体容器中，开始时，木块静止，有一半没入水中，水的长方体容器中，开始时，木块静止，有一半没入水中，水面距容器底的距离为面距容器底的距离为2a，如图，如图27乙所示现用力乙所示现用力F将木块将木块缓慢地压到容器底部，不计摩擦，求这一过程中压力做的缓慢地压到容器底部，不计摩擦，求这一过程中压力做的功功图图2-7乙乙【解析解析】方法一：方法一：(1)因水池的面积很大，可忽略因木块因水池的面积很大，可忽略因木块压入水中所引起的水深变化，木块刚好完全没入水中时，图压入

48、水中所引起的水深变化，木块刚好完全没入水中时，图27丙中原来处于划斜线区域的水被排开，结果等效于使这丙中原来处于划斜线区域的水被排开，结果等效于使这部分水平铺于水面，这部分水的质量为部分水平铺于水面，这部分水的质量为m，其势能的改变量，其势能的改变量为为(取容器底为零势能面取容器底为零势能面)：图图27丙丙E水水mgHmg(H a) mga木块势能的改变量为：木块势能的改变量为：E木木mg(H )mgH mga根据功能原理，力根据功能原理，力F所做的功为：所做的功为：WE水水E木木 mga34342a1214(2)因容器的底面积为因容器的底面积为2a2，仅是木块的底面积的，仅是木块的底面积的2

49、倍，故不可倍，故不可忽略木块压入水中所引起的水深变化如图忽略木块压入水中所引起的水深变化如图27丁所示，木块到丁所示，木块到达容器底部时，水面上升达容器底部时，水面上升a，相当于木块末状态位置的水填充至木，相当于木块末状态位置的水填充至木块原浸入水中的空间和升高的水面处平面，故这一过程中水的势块原浸入水中的空间和升高的水面处平面，故这一过程中水的势能的变化量为：能的变化量为：图图27丁丁E水水mgamg(2a ) mga木块的势能的变化量木块的势能的变化量E木木mg a根据功能原理，压力根据功能原理，压力F做的功为：做的功为：WE水水E木木 mga48aa 238a32118方法二：方法二：(

50、1)水池的面积很大，可忽略因木块压入水中引水池的面积很大，可忽略因木块压入水中引起的水深变化当木块浮在水面上时重力与浮力的大小相起的水深变化当木块浮在水面上时重力与浮力的大小相等；当木块刚没入水中时，浮力的大小等于重力的等；当木块刚没入水中时，浮力的大小等于重力的2倍，故倍，故所需的压力随下压位移的变化图象如图所需的压力随下压位移的变化图象如图27戊所示戊所示图图27戊戊故故WF mg mga122a14(2)随着木块的下沉水面缓慢上升，木块刚好完全没入水随着木块的下沉水面缓慢上升，木块刚好完全没入水中时，水面上升中时，水面上升 的高度，此时木块受到的浮力的大小等于的高度，此时木块受到的浮力的

51、大小等于重力的重力的2倍此后，木块再下沉倍此后，木块再下沉 a的距离即沉至容器底部，的距离即沉至容器底部，故木块下沉的整个过程中压力的大小随位移的变化图象如图故木块下沉的整个过程中压力的大小随位移的变化图象如图27己所示己所示图图27己己544a故故WF mg mg a mga答案答案 (1) mga(2) mga【点评点评】通过两种方法对比，深刻理解功能关系通过两种方法对比，深刻理解功能关系根据功的定义计算在小容器中下压木块时，严格的讲根据功的定义计算在小容器中下压木块时，严格的讲还要说明在还要说明在0的位移段压力也是线性增大的的位移段压力也是线性增大的124a54141181183导体克服

52、安培力做的功等于导体克服安培力做的功等于(切割磁感线引起的切割磁感线引起的)电磁电磁感应转化的电能感应转化的电能例例7如图如图28所示，竖直放置的光滑平行金属导轨所示，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距相距L，在，在M点和点和P点间接有一个阻值为点间接有一个阻值为R的电阻，的电阻，在两导轨间的矩形区域在两导轨间的矩形区域OO1O1O内有垂直导轨平面向里、宽内有垂直导轨平面向里、宽为为d的匀强磁场，磁感应强度为的匀强磁场，磁感应强度为B一质量为一质量为m、电阻为、电阻为r的导的导体棒体棒ab垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d0现使现使ab棒由静止开始

53、释放，棒棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，导轨的电阻不计导轨的电阻不计)图图28(1)求棒求棒ab离开磁场的下边界时的速度大小离开磁场的下边界时的速度大小(2)求棒求棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热在通过磁场区的过程中产生的焦耳热(3)试分析讨论棒试分析讨论棒ab在磁场中可能出现的运动情况在磁场中可能出现的运动情况【解析解析】(1)设棒设棒ab离开磁场的边界前做匀速运动的速度离开磁场的边界前做匀速运动的速度为为v，产生的感应电动势为：

54、，产生的感应电动势为：EBLv电路中的电流电路中的电流I对棒对棒ab，由平衡条件得：，由平衡条件得：mgBIL0解得：解得：v (2)设整个回路中产生的焦耳热为设整个回路中产生的焦耳热为Q，由能量的转化和守，由能量的转化和守恒定律可得：恒定律可得：mg(d0d)Q mv2解得：解得：Qmg(d0d)故故Qab mg(d0d) ERr 22mg RrB L 12 232442m gRrB L rRr 232442m gRrB L (3)设棒刚进入磁场时的速度为设棒刚进入磁场时的速度为v0，由，由mgd0 mv02解得：解得：v0棒在磁场中匀速运动时的速度棒在磁场中匀速运动时的速度v ，则，则当当

55、v0v,即即d0 时时,棒进入磁场后做匀速直棒进入磁场后做匀速直线运动线运动;当当v0v，即，即d0 时，棒进入磁场后先做时，棒进入磁场后先做加速运动，后做匀速直线运动；加速运动，后做匀速直线运动；当当v0v，即，即d0 时，棒进入磁场后先做时，棒进入磁场后先做减速运动，后做匀速直线运动减速运动，后做匀速直线运动1202gd 22mg RrB L 22442m g RrB L 22442m g RrB L 22442m g RrB L 答案答案 (1)(2) mg(d0d) (3)当当v0v，即，即d0 时，棒进入磁场后时，棒进入磁场后做匀速直线运动；当做匀速直线运动；当v0v ，即，即d0

56、时，棒时，棒进入磁场后先做加速运动，后做匀速直线运动；当进入磁场后先做加速运动，后做匀速直线运动；当v0v，即，即d0 时，棒进入磁场后先做减速运动时，棒进入磁场后先做减速运动,后后做匀速直线运动做匀速直线运动【点评点评】计算转化的电能时，也可应用动能定理：计算转化的电能时，也可应用动能定理：mg(d0d)W安安 mv20，其中，其中W安安E电电Q对于电磁感应中能量转化的问题，在以后的对于电磁感应中能量转化的问题，在以后的感应电感应电路路专题中还会作更深入的探讨专题中还会作更深入的探讨 22mg RrB L rRr 232442m gRrB L 22442m g RrB L 22442m g

57、RrB L 22442m g RrB L 12五、多次相互作用或含多个物体的系统的动量、功能问五、多次相互作用或含多个物体的系统的动量、功能问题题例例8如图如图29所示，在光滑水平面上有一质量为所示，在光滑水平面上有一质量为M的的长木板，长木板上有一质量为长木板，长木板上有一质量为m的小物块，它与长木板间的的小物块，它与长木板间的动摩擦因数为动摩擦因数为开始时，长木板与小物块均靠在与水平面开始时，长木板与小物块均靠在与水平面垂直的固定挡板处，某时刻它们以共同的速度垂直的固定挡板处，某时刻它们以共同的速度v0向右运动，向右运动，当长木板与右边的固定竖直挡板碰撞后，其速度的大小不当长木板与右边的固

58、定竖直挡板碰撞后，其速度的大小不变、方向相反，以后每次的碰撞均如此设左右挡板之间的变、方向相反，以后每次的碰撞均如此设左右挡板之间的距离足够长，且距离足够长，且Mm图图29(1)要想物块不从长木板上落下，则长木板的长度要想物块不从长木板上落下，则长木板的长度L应满应满足什么条件？足什么条件？(2)若上述条件满足，且若上述条件满足，且M2 kg，m1 kg，v010 m/s，求整个系统在第，求整个系统在第5次碰撞前损失的所有机械能次碰撞前损失的所有机械能【解析解析】(1)设第设第1次碰撞后小物块与长木板共同运动的次碰撞后小物块与长木板共同运动的速度为速度为v1，第，第n次碰撞后小物块与长木板共同

59、运动的速度为次碰撞后小物块与长木板共同运动的速度为vn每次碰撞后，由于两挡板的距离足够长，物块与长木板每次碰撞后，由于两挡板的距离足够长，物块与长木板都能达到相对静止，第都能达到相对静止，第1次若不能掉下，往后每次相对滑动次若不能掉下，往后每次相对滑动的距离会越来越小，更不可能掉下由动量守恒定律和能量的距离会越来越小，更不可能掉下由动量守恒定律和能量守恒定律有：守恒定律有：(Mm)v0(Mm)v1mgs (mM)v02 (Mm)v12解得：解得：s故故L应满足的条件是：应满足的条件是：Ls (2)第第2次碰撞前有：次碰撞前有：(Mm)v0(Mm)v1第第3次碰撞前有：次碰撞前有：(Mm)v1(

60、Mm)v21212 202MMm g v 202MMm g v第第n次碰撞前有：次碰撞前有：(Mm)vn2(Mm)vn1所以所以vn1( )n1v0故第故第5次碰撞前有：次碰撞前有：v4( )4v0故第故第5次碰撞前损失的总机械能为：次碰撞前损失的总机械能为：E (Mm)v02 (Mm)v42代入数据解得：代入数据解得：E149.98 J答案答案(1)L (2)149.98 J【点评点评】在复杂的多过程问题上，归纳法和演绎法常常在复杂的多过程问题上，归纳法和演绎法常常大有作为大有作为1212MmMm MmMm 202MMm g v经典考题经典考题动量与功能问题可以与高中物理所有的知识点综合，是