（三）动量和能量 课件高考物理二轮复习题型归纳与解题技巧

（三）动量和能量考情分析011考情分析一、动量定理和动量守恒定律命题特点：动量观点是解决物理问题的重要思维，动量定理和动量守恒定律是动量观点的两大核心支柱。从历年全国各地高考卷中对动量观点的考查情况来看，对动量定理的考查，多与生活现象、物理图像、电磁感应导轨问题等相联系，对动量守恒定律的考查，多与碰撞现象、反冲现象、爆炸现象等相联系。可以预见，在2025年高考中，动量观点的理解与应用仍是考试热点。考情分析备课建议：一、注意动量定理和动量守恒定律的矢量性，解题时要有规定正方向的习惯；二、注意动量守恒定律的适用条件，应用它之前要判断是否符合条件；三、能用牛顿第二定律解决的问题,也能用动量定理解决,如果题目不涉及加速度和位移,用动量定理求解更简捷。四、动量定理既适用于恒力,也适用于变力。当力为变力时,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值。考情分析二、动量与能量的综合问题命题特点：1.都是多过程问题,以计算形式的压轴题为主。2.以力学、电场、磁场、电磁感应等为载体进行考查。3.传送带模型、板块模型、碰撞模型等为常考模型。备考建议：1.注意研究系统的选取:运用动量守恒定律首先要确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程);很多物理问题中,研究对象的选取方案并不是唯一的。题型归纳2.注意研究过程的选取:在运用动量守恒定律解题时,会遇到系统间物体多次相互作用的问题若作用时的速度相对于同一参考系,则可以把整个过程作为研究过程;若作用时的速度相对于不同的参考系,则必须分段列式。3.掌握典型问题的处理方法，如动量定理在电磁感应导轨问题中的应用动量守恒定律在碰撞、板块、爆炸、反冲等情境中的应用等。题型归纳与解题技巧022题型归纳题型1动量定理及其应用解题技巧对动量定理的理解(1)动量定理中的冲量是合力的冲量,而不是某一个力的冲量。它可以是合力的冲量,可以是各力冲量的矢量和,也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和。(2)Ft=p'-p是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同。式中Ft是物体所受的合外力的冲量。(3)Ft=p'-p除表明两边大小、方向的关系外,还说明了两边的因果关系,即合外力的冲量是动量变化的原因。(4)由Ft=p'-p,得F=𝑝′−𝑝𝑡=Δ𝑝𝑡,即物体所受的合外力等于物体动量的变化率。(5)当物体运动包含多个不同过程时,可分段应用动量定理求解,也可以全过程应用动量定理。应用动量定理解题的注意事项1）动量定理反映了力的冲量与动量变化之间的因果关系，即合力的冲量是原因，物体的动量变化是结果。2）动量定理中的冲量是所受合力（包括重力）的冲量，既可以是各力冲量的矢量和，也可以是合力在不同阶段冲量的矢量和。3）动量定理的表达式是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。在一维情况下，应先规定正方向。解题技巧题型归纳题型2动量守恒定律及其应用题型归纳题型2动量守恒定律及其应用题型归纳题型2动量守恒定律及其应用题型归纳题型3动量与能量的综合问题解题技巧动量守恒定律1.三种守恒条件:(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力为零,不是系统内每个物体所受的合外力都为零,更不能认为系统处于平衡状态。(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力。如碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等现象中系统的动量近似守恒。(3)某一方向守恒:如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则系统在这一方向上动量守恒。但值得注意的是,系统的总动量可能不守恒。解题技巧2．适用条件1）理想守恒：系统不受外力或所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒。2）近似守恒：系统受到的外力矢量和不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。3）某一方向上守恒：系统在某个方向上所受外力矢量和为零时，系统在该方向上动量守恒。解题技巧3.动量守恒定律的“六种”性质系统性研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统条件性首先判断系统是否满足守恒条件相对性公式中v1、v2、v1'、v2'必须相对于同一个惯性参考系同时性公式中v1、v2是在相互作用前同一时刻的速度,v1'、v2'是在相互作用后同一时刻的速度矢量性应先选取正方向,凡是与选取的正方向一致的动量为正值,相反为负值普适性不仅适用低速宏观系统,也适用于高速微观系统解题技巧4.碰撞问题1.三条原则解决碰撞问题(1)动量守恒p1+p2=p1'+p2'(2)机械能不增加Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'或+≥+(3)速度合理①同向碰撞:碰撞前,后面的物体速度大;碰撞后,前面的物体速度大或相等②相向碰撞:碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变解题技巧2.弹性碰撞中的“一动碰一静”模型情形规律m1v1=m1v1'+m2v2'm1=m1v1'2+m2v2'2结果v1'=,v2'=结论m1=m2v1'=0,v2'=v1质量相等,速度交换m1>m2v1'>0,v2'>0且v2'>v1'大碰小,一起跑m1<m2v1'<0,v2'>0小碰大,要反弹m1≫m2v1'=v1,v2'=2v1极大碰极小,大不变,小加倍m1≪m2v1'=-v1,v2'=0极小碰极大,小等速率反弹,大不变解题技巧4.人船模型1.模型条件(1)两个原来静止的物体,系统总动量为0;(2)在系统发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(水平方向或竖直方向)解题技巧解题技巧3.模型拓展——类人船模型解题技巧碰撞、反冲与爆炸（一）碰撞1.碰撞遵循的三条原则：（1）动量守恒定律。（2）机械能不增加。（3）速度要合理。①同向碰撞：碰撞前，后面的物体速度大；碰撞后，前面的物体速度大或相等。②相向碰撞：碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变。解题技巧2.弹性碰撞讨论：（1）碰后速度的求解根据动量守恒和机械能守恒。解得

，（2）分析讨论：当碰前物体2的速度不为零时，若

，则

，

，即两物体交换速度。当碰前物体2的速度为零时，

，则:

，解题技巧（二）反冲1.定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向动量（或速度），这种现象叫作反冲运动。2.特点：系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力，系统动量守恒。实例：发射炮弹、爆竹升空、发射火箭等。3.规律：遵从动量守恒定律。4.反冲过程的特征反冲运动过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的总动能将增加，其增加的原因是：在反冲运动中，作用力和反作用力均做正功。解题技巧（三）爆炸现象的三个规律：题型练习03题型练习1.(多选)如图所示,学生练习用脚颠球。某一次足球由静止自由下落1.25m,被重新颠起,离开脚部后竖直上升的最大高度仍为1.25m。已知足球与脚部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,重力加速度大小g取10m/s2,不计空气阻力,则(

)A.足球下落到与脚部刚接触时动量大小为4kg·m/sB.足球自由下落过程重力的冲量大小为2kg·m/sC.足球与脚部作用过程中动量变化量大小为4kg·m/sD.足球与脚部作用过程中动能变化量为10J题型练习

题型练习2.如图所示,把质量为m的石块从距地面高h处以初速度v0斜向上抛出,v0与水平方向夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g。若只改变抛射角θ,下列物理量一定不变的是(

)A.石块在空中的飞行时间B.石块落地的水平距离C.石块落地时的动能D.石块落地时的动量题型练习

题型练习3.“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。跳台滑雪运动中,裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段:①助滑阶段,运动员两腿尽量深蹲,顺着助滑道的倾斜面下滑;②起跳阶段,当进入起跳区时,运动员两腿猛蹬滑道快速伸直,同时上半身向前伸展;③飞行阶段,在空中运动员保持身体与雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态;④着陆阶段,运动员落地时两腿屈膝,两臂左右平伸。下列说法正确的是 (

)A.助滑阶段,运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力B.起跳阶段,运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度C.飞行阶段,运动员所采取的姿态是为了增加水平方向速度D.着陆阶段,运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间题型练习【解析】选B。助滑阶段,运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力,A错误;起跳阶段,运动员猛蹬滑道主要是为了增大滑道对运动员的作用力,根据动量定理可知,在相同时间内,可以增加向上的速度,B正确;飞行阶段,运动员所采取的姿态是为了减小水平方向的阻力,从而减小水平方向的加速度,C错误;着陆阶段,运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间,根据动量定理可知,可以减少身体受到的平均冲击力,D错误。题型练习4.一质量为2kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1,重力加速度g取10m/s2。则(

)A.t=2s时物块的动量大小为2kg·m/sB.t=3s时物块的速度大小为1m/sC.0~4s时间内F对物块的冲量大小为6N·sD.0~4s时间内物块的位移为3m题型练习

题型练习5.如图所示,轻弹簧的下端系着质量相等的a、b两球,两小球之间由轻质细线连接,系统静止时弹簧未超出弹性限度。现剪断a、b间细线,不计空气阻力,在接下来的运动过程中,下列说法正确的是(

)A.a、b两球组成的系统机械能守恒B.a、b两球和轻弹簧组成的系统机械能守恒C.a、b两球组成的系统动量守恒D.a、b两球和轻弹簧组成的系统动量守恒题型练习【解析】选B。剪断a、b间细线后,弹簧对a做功,a球的机械能发生变化,b球只有重力对它做功,机械能不变,所以a、b两球组成的系统机械能不守恒,故A错误;剪断a、b间细线后,a、b两球和轻弹簧组成的系统,只有重力和弹簧弹力做功,系统的机械能守恒,故B正确;剪断a、b间细线后,a、b两球组成的系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,故C错误;剪断a、b间细线后,a、b两球和轻弹簧组成的系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,故D错误。题型练习6.质量为m1和m2的两个物体在光滑水平面上正碰,其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是 (

)A.碰撞前m2的速率大于m1的速率B.碰撞后m2的速率大于m1的速率C.碰撞后m2的动量大于m1的动量D.碰撞后m2的动能小于