5動量與能量專題

1、2011屆高三物理復習 （內(nèi)部資料） PAGE 12 第五專題 動量與能量力的積累和效應牛頓第二定律F=ma力對時間的積累效應沖量I=Ft動量p=mv動量定理Ft=mv2-mv1動量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1+m2v2系統(tǒng)所受合力為零或不受外力力對位移的積累效應功：W=FScos瞬時功率：P=Fvcos平均功率：機械能動能勢能重力勢能：Ep=mgh彈性勢能動能定理機械能守恒定律Ek1+EP1=Ek2+EP2或Ek =EP一、知識概要注意汽車的兩種啟動方式。二、對比區(qū)別基本概念和基本規(guī)律1、2、3、5、6、功能原理7、重力做功與重力勢能變化三、注意事項沖量是力對時間的積累，其作用效果是

2、改變物體的動量；功是力對位移的積累，其作用效果是改變物體的能量；沖量和動量的變化、功和能量的變化都是原因和結(jié)果的關(guān)系，對此，要像熟悉力和運動的關(guān)系一樣熟悉。在此基礎(chǔ)上，還很容易理解守恒定律的條件，要守恒，就應不存在引起改變的原因。能量還是貫穿整個物理學的一條主線，從能量角度分析思考問題是研究物理問題的一個重要而普遍的思路。應用動量定理和動能定理時，研究對象可以是單個物體，也可以是多個物體組成的系統(tǒng)，而應用動量守恒定律和機械能守恒定律時，研究對象必定是系統(tǒng)；此外，這些規(guī)律都是運用于物理過程，而不是對于某一狀態(tài)（或時刻）。因此，在用它們解題時，首先應選好研究對象和研究過程。對象和過程的選取直接關(guān)系

3、到問題能否解決以及解決起來是否簡便。選取時應注意以下幾點：1選取研究對象和研究過程，要建立在分析物理過程的基礎(chǔ)上。臨界狀態(tài)往往應作為研究過程的開始或結(jié)束狀態(tài)。2要能視情況對研究過程進行恰當?shù)睦硐牖幚怼?可以把一些看似分散的、相互獨立的物體圈在一起作為一個系統(tǒng)來研究，有時這樣做，可使問題大大簡化。4有的問題，可以選這部分物體作研究對象，也可以選取那部分物體作研究對象；可以選這個過程作研究過程，也可以選那個過程作研究過程；這時，首選大對象、長過程。確定對象和過程后，就應在分析的基礎(chǔ)上選用物理規(guī)律來解題，規(guī)律選用的一般原則是：1對單個物體，宜選用動量定理和動能定理，其中涉及時間的問題，應選用動量定

4、理，而涉及位移的應選用動能定理。2若是多個物體組成的系統(tǒng)，優(yōu)先考慮兩個守恒定律。3若涉及系統(tǒng)內(nèi)物體的相對位移（路程）并涉及摩擦力的，要考慮應用能量守恒定律。四、專題訓練1、質(zhì)量為M的物塊以速度V運動，與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正撞，碰撞后兩者的動量正好相等，兩者質(zhì)量之比M/m可能為A.2 B.3 C.4 D. 52、以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物體。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為A和 B和C和 D和3、小球由地面豎直上拋，上升的最大高度為H，設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢能面。在上升至離地高度h處，小球的動能是勢能

5、的兩倍，在下落至離高度h處，小球的勢能是動能的兩倍，則h等于AH/9B2H/9 C3H/9 D4H/94、（09年寧夏卷）17. 質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t=0時刻開始受到水平力的作用。力的大小F與時間t的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則A時刻的瞬時功率為B時刻的瞬時功率為C在到這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為D. 在到這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為5、“二氧化碳是引起地球溫室效應的原因之一，減少二氧化碳的排放是人類追求的目標。下列能源利用時均不會引起二氧化碳排放的是A.氫能、核能、太陽能B.風能、潮汐能、核能C.生物質(zhì)能、風能、氫能D.太陽能、生物質(zhì)能、地熱能6、如圖所示，傾角為

6、的斜面上靜止放置三個質(zhì)量均為m的木箱，相鄰兩木箱的距離均為l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一與其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起運動。整個過程中工人的推力不變，最后恰好能推著三個木箱勻速上滑。已知木箱與斜面間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度為g.設(shè)碰撞時間極短，求工人的推力；三個木箱勻速運動的速度；在第一次碰撞中損失的機械能。7、如圖所示，質(zhì)量m1=0.3 kg 的小車靜止在光滑的水平面上，車長L=15 m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2 kg可視為質(zhì)點的物塊，以水平向右的速度v0=2 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止。物塊與車面間的動摩擦因數(shù)=0.5,取g=10 m

7、/s2，求物塊在車面上滑行的時間t;要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度v0不超過多少。8、如圖所示，光滑水平面軌道上有三個木塊，A、B、C，質(zhì)量分別為mB=mc=2m,mA=m，A、B用細繩連接，中間有一壓縮的彈簧 (彈簧與滑塊不栓接)。開始時A、B以共同速度v0運動，C靜止。某時刻細繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同。求B與C碰撞前B的速度。9、圖示為修建高層建筑常用的塔式起重機。在起重機將質(zhì)量m=5103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上作勻加速直線運動，加速度a=0.2 m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值

8、時，保持該功率直到重物做vm=1.02 m/s的勻速運動。取g=10 m/s2,不計額外功。求：起重機允許輸出的最大功率。重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率。10、質(zhì)量為5103 kg的汽車在t0時刻速度v010m/s，隨后以P6104 W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進，經(jīng)72s達到最大速度，設(shè)汽車受恒定阻力，其大小為2.5103N。求：（1）汽車的最大速度vm；（2）汽車在72s內(nèi)經(jīng)過的路程s。11、2009年中國女子冰壺隊首次獲得了世界錦標賽冠軍，這引起了人們對冰壺運動的關(guān)注。冰壺在水平冰面上的一次滑行可簡化為如下過程：如題23圖，運動員將靜止于O點的冰壺（視為質(zhì)點）沿

9、直線推到A點放手，此后冰壺沿滑行，最后停于C點。已知冰面各冰壺間的動摩擦因數(shù)為，冰壺質(zhì)量為m，AC=L，=r,重力加速度為g （1）求冰壺在A 點的速率；（2）求冰壺從O點到A點的運動過程中受到的沖量大??；（3）若將段冰面與冰壺間的動摩擦因數(shù)減小為，若只能滑到C點的冰壺能停于點，求A點與B點之間的距離。12、探究某種筆的彈跳問題時，把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分，其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m.筆的彈跳過程分為三個階段：把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面（見題24圖a）；由靜止釋放，外殼豎直上升至下端距桌面高度為時，與靜止的內(nèi)芯碰撞（見題24圖b）；碰后，內(nèi)芯與外殼以共同

10、的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為處（見題24圖c）。設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠大于筆所受重力、不計摩擦與空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）外殼與碰撞后瞬間的共同速度大??；（2）從外殼離開桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功；（3）從外殼下端離開桌面到上升至處，筆損失的機械能。13、如圖19所示，水平地面上靜止放置著物塊B和C，相距=1.0m 。物塊A以速度=10m/s沿水平方向與B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右運動，并再與C發(fā)生正碰，碰后瞬間C的速度=2.0m/s 。已知A和B的質(zhì)量均為m，C的質(zhì)量為A質(zhì)量的k倍，物塊與地面的動摩擦因數(shù)=0.45.（設(shè)碰撞時間很短，g取10m/s2）（1）

11、計算與C碰撞前瞬間AB的速度；（2）根據(jù)AB與C的碰撞過程分析k的取值范圍，并討論與C碰撞后AB的可能運動方向。 14、兩質(zhì)量分別為M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的傾斜面都是光滑曲面，曲面下端與水平面相切，如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上，距水平面的高度為h。物塊從靜止滑下，然后雙滑上劈B。求物塊在B上能夠達到的最大高度。 15、冰壺比賽是在水平冰面上進行的體育項目，比賽場地示意如圖。比賽時，運動員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O.為使冰壺滑行得更遠，運動員可以用毛刷擦冰壺運行前方的冰面，使冰

12、壺與冰面間的動摩擦因數(shù)減小。設(shè)冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)為=0.008，用毛刷擦冰面后動摩擦因數(shù)減少至=0.004.在某次比賽中，運動員使冰壺C在投擲線中點處以2m/s的速度沿虛線滑出。為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達圓心O點，運動員用毛刷擦冰面的長度應為多少？（g取10m/s2）16、（1）如圖1所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接。質(zhì)量為的小球從高位處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為的小球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球兩球的運動方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機械能損失。求碰撞后小球的速度大小；（2）碰撞過程中的能量傳遞規(guī)律在屋里學中有著廣泛

13、的應用。為了探究這一規(guī)律，我們才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直線上、且無機械能損失的可簡化力學模型。如圖2所示，在固定光滑水平軌道上，質(zhì)量分別為、的若干個球沿直線靜止相間排列，給第1個球初能，從而引起各球的依次碰撞。定義其中第個球經(jīng)過依次碰撞后獲得的動能與之比為第1個球?qū)Φ趥€球的動能傳遞系數(shù)。a.求b.若為確定的已知量。求為何值時，值最大答案與解析1、解析：本題考查動量守恒.根據(jù)動量守恒和能量守恒得設(shè)碰撞后兩者的動量都為P,則總動量為2P,根據(jù),以及能量的關(guān)系得 ,所以AB正確。2、 D和答案：A解析：本題考查動能定理.上升的過程中,重力做負功,阻力做負功,由動能定理得,求返回拋出點的速

14、度由全程使用動能定理重力做功為零,只有阻力做功為有,解得,A正確。3、答案：D解析：小球上升至最高點過程：；小球上升至離地高度h處過程：，又；小球上升至最高點后又下降至離地高度h處過程：，又；以上各式聯(lián)立解得，答案D正確。4、答案：BD5、答案：AB6、答案：（1）；（2）；（3）。解析：(1)當勻速時,把三個物體看作一個整體受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根據(jù)平衡的知識有(2)第一個木箱與第二個木箱碰撞之前的速度為V1,加速度根據(jù)運動學公式或動能定理有,碰撞后的速度為V2根據(jù)動量守恒有,即碰撞后的速度為,然后一起去碰撞第三個木箱,設(shè)碰撞前的速度為V3從V2到V3的加速度為,根據(jù)運動學公式有

15、,得,跟第三個木箱碰撞根據(jù)動量守恒有,得就是勻速的速度.（3）設(shè)第一次碰撞中的能量損失為,根據(jù)能量守恒有,帶入數(shù)據(jù)得。7、答案：（1）0.24s (2)5m/s解析：本題考查摩擦拖動類的動量和能量問題。涉及動量守恒定律、動量定理和功能關(guān)系這些物理規(guī)律的運用。（1）設(shè)物塊與小車的共同速度為v，以水平向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律有 設(shè)物塊與車面間的滑動摩擦力為F，對物塊應用動量定理有 其中 解得代入數(shù)據(jù)得 （2）要使物塊恰好不從車廂滑出，須物塊到車面右端時與小車有共同的速度v，則 由功能關(guān)系有 代入數(shù)據(jù)解得 =5m/s故要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車的速度v0不能超過5m/s。8、解析：

16、（2）設(shè)共同速度為v，球A和B分開后，B的速度為,由動量守恒定律有,聯(lián)立這兩式得B和C碰撞前B的速度為。考點：動量守恒定律9、解析： (1)設(shè)起重機允許輸出的最大功率為P0，重物達到最大速度時，拉力F0等于重力。P0F0vm P0mg 代入數(shù)據(jù)，有：P05.1104W (2)勻加速運動結(jié)束時，起重機達到允許輸出的最大功率，設(shè)此時重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運動經(jīng)歷時間為t1,有：P0F0v1 Fmgma V1at1 由，代入數(shù)據(jù)，得：t15 s T2 s時，重物處于勻加速運動階段，設(shè)此時速度為v2，輸出功率為P，則v2at PFv2 由，代入數(shù)據(jù)，得:P2.04104W。10、解析：

17、（1）當達到最大速度時，P=Fv=fvm，vm EQ F(P,f) EQ F(6104,2.5103) m/s24m/s（2）從開始到72s時刻依據(jù)動能定理得：Ptfs EQ F(1,2) mvm2 EQ F(1,2) mv02，解得：s EQ F(2Ptmvm2mv02,2f) 1252m。11、解析：12、13、解析：設(shè)AB碰撞后的速度為v1,AB碰撞過程由動量守恒定律得 設(shè)與C碰撞前瞬間AB的速度為v2，由動能定理得 聯(lián)立以上各式解得若AB與C發(fā)生完全非彈性碰撞，由動量守恒定律得 代入數(shù)據(jù)解得 此時AB的運動方向與C相同若AB與C發(fā)生彈性碰撞，由動量守恒和能量守恒得 聯(lián)立以上兩式解得代入數(shù)據(jù)解得 此時AB的運動方向與C相反若AB與C發(fā)生碰撞后AB的速度為0，由動量守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得總上所述得 當時，AB的運動方向與C相同當時，AB的速度為0 當時，AB的運動方向與C相反14、解析：設(shè)物塊到達劈A的低端時，物塊和A的的速度大小分別為和V，由機械能守恒和動量守恒得 設(shè)物塊在劈B上達到的最大高度為，此時物塊和B的共同速度大小為，由機械能守恒和動量守恒得 聯(lián)立式得 15、解析：設(shè)冰壺在未被毛刷擦過的冰面上滑行的距離為，所受摩擦力的大