2022年專題6導(dǎo)學(xué)案：動量與能量

1、沈丘一高 2022-2022 二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案整理：郭凱審核：魯風(fēng)專題 6：動量和能量熱點(diǎn)聚焦動量守恒定律及其應(yīng)用部分：以兩個或多個物體、相互作用或碰撞為背景考查碰撞或相互作用過程中速度、動量、動能或機(jī)械能的變化問題以挑選題或運(yùn)算題形式命題為主 .備考計(jì)策動量守恒定律經(jīng)常與力學(xué)學(xué)問如能量守恒、機(jī)械能守恒或電磁學(xué)學(xué)問進(jìn)行結(jié)合 .高頻考點(diǎn) 1 沖量、動量的懂得 視角一 沖量、動量的懂得 例 1 在空中相同高度處以相同的速率分別拋出質(zhì)量相同的三個小球,一個豎直上拋,一個豎直下拋,一個平拋,如不計(jì)空氣阻力,從三個小球拋出到落地的過程中 A三個球動量的變化量相同 B 下拋球和平拋球動量的變化量相同C上

2、拋球動量的變化量最大 D 三球落地時的動量相同 視角二 動量定理的應(yīng)用 例 2 2022 全國卷 最近,我國為“ 長征九號” 研制的大推力新型火箭發(fā)動機(jī)聯(lián)試勝利,這標(biāo)志著我國重型運(yùn)載火箭的研發(fā)取得突破性進(jìn)展如某次試驗(yàn)中該發(fā)動機(jī)向后噴射的氣體速度約為 3 km/s ,產(chǎn)生的推力約為 4.8 106 N,就它在 1 s 內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為 A 1.6 10 2 kg B1.6 10 3 kg C1.6 10 5 kg D1.6 10 6 kg規(guī)律方法 應(yīng)用動量定懂得題的一般步驟1明確討論對象和討論過程討論過程既可以是全過程,也可以是全過程中的某一階段2進(jìn)行受力分析：只分析討論對象以外的物體施加給

3、討論對象的力,不必分析內(nèi)力3規(guī)定正方向4寫出討論對象的初、末動量和合外力的沖量,依據(jù)動量定理列方程求解題組突破1一位質(zhì)量為 m 的運(yùn)動員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)時間 t,身體伸直并剛好離開地面,速度為 v ,在此專題 6：動量和能量 第 1 頁 共 8 頁沈丘一高 2022-2022 二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案整理：郭凱審核：魯風(fēng)F 隨時間 t過程中 重力加速度大小為gA地面對他的沖量為mvmg t,地面對他做的功為1 2mv2B地面對他的沖量為mvmgt,地面對他做的功為零C地面對他的沖量為mv,地面對他做的功為1 2mv 2D地面對他的沖量為mvmg t,地面對他做的功為零2多項(xiàng) 2022 全國卷

4、一質(zhì)量為 2 kg 的物塊在合外力F 的作用下從靜止開頭沿直線運(yùn)動變化的圖線如下列圖,就A t1 s 時物塊的速率為1 m/sB t2 s 時物塊的動量大小為4 kg m/sC t3 s 時物塊的動量大小為5 kg m/sD t4 s 時物塊的速度為零3一座平頂房屋,屋頂?shù)拿娣eS40 m2.第一次連續(xù)下了24 小時的雨,雨滴沿豎直方向以v 5.0 m/s 的速度落到屋頂,假定雨滴撞擊屋頂?shù)臅r間極短且不反彈,并立刻流走其次次氣溫在攝氏零下如干度,而且是下凍雨,也下了 24 小時,全部凍雨落到屋頂便都結(jié)成冰并留在屋頂上,測得冰層的厚度 d25 mm.已知兩次下雨的雨量相等,水的密度為 1.0 10

5、3 kg/m3,冰的密度為 9 102 kg/m3.由以上數(shù)據(jù)可估算出第一次下雨過程中,雨對屋頂?shù)淖矒羰拐麄€屋頂受到的壓力為 A9 000 N B9 NC52 N D0.052 N高頻考點(diǎn) 2 動量守恒定律的應(yīng)用 視角一動量守恒的判定M ,物體上有一光滑的半圓弧軌道,最低點(diǎn)為例 3多項(xiàng) 如下列圖, 在光滑的水平面上有一靜止的物體C,兩端 A、B 一樣高,現(xiàn)讓小滑塊m 從 A 點(diǎn)由靜止下滑,就A m 不能到達(dá) M 上的 B 點(diǎn)B m 從 A 到 C 的過程中 M 向左運(yùn)動, m 從 C 到 B 的過程中 M 向右運(yùn)動C m 從 A 到 B 的過程中 M 始終向左運(yùn)動,m 到達(dá) B 的瞬時, M

6、的速度為零專題 6：動量和能量 第 2 頁 共 8 頁沈丘一高 2022-2022 二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案整理：郭凱審核：魯風(fēng)D M 與 m 組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,水平方向動量守恒 視角二 動量守恒定律的應(yīng)用例 4 2022 全國卷 汽車 A 在水平冰雪路面上行駛,駕駛員發(fā)覺其正前方停有汽車 B,立刻實(shí)行制動措施,但仍舊撞上了汽車 B.兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如下列圖,碰撞后 B 車向前滑動了 4.5 m,A 車向前滑動了 2.0 m,已知 A 和 B 的質(zhì)量分別為 2.0 103 kg 和 1.5 103 kg,兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為 0.10,兩車碰撞時間極短,在碰撞后車

7、輪均沒有滾動,重力加速度 g10 m/s2.求：1碰撞后的瞬時 B 車速度的大??；2碰撞前的瞬時 A 車速度的大小 結(jié)果保留一位小數(shù) 規(guī)律方法 應(yīng)用動量守恒定律解題的基本思路另外要留意以下兩點(diǎn)：系統(tǒng)的動量是否守恒,與挑選哪幾個物體作為系統(tǒng)和分析哪一段運(yùn)動過程有直接關(guān)系分析系統(tǒng)內(nèi)物體受力時,要弄清哪些是系統(tǒng)的內(nèi)力,哪些是系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)的作用力專題 6：動量和能量 第 3 頁 共 8 頁沈丘一高 2022-2022 二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案整理：郭凱審核：魯風(fēng)題組突破4某士兵質(zhì)量為 60 kg,在軍事訓(xùn)練中,他從岸上以大小為 2 m/s 的水平速度跳到一條向他慢慢飄來的小船上,然后去執(zhí)行任務(wù),小船的

8、質(zhì)量為 140 kg,原先的速度大小為 0.5 m/s,該士兵上船后又跑了幾步,最終停在船上,不計(jì)水對船的阻力,就 A人和小船最終靜止在水面上B該過程士兵的動量變化量為105 kg m/sC船最終的速度為 0.95 m/sD船的動量變化量為 70 kg m/s52022 全國卷 一質(zhì)量為 m 的煙花彈獲得動能 E 后,從地面豎直升空,當(dāng)煙花彈上升的速度為零時,彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分,兩部分獲得的動能之和也為 E,且均沿豎直方向運(yùn)動爆炸時間極短,重力加速度大小為 g,不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量,求：1煙花彈從地面開頭上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時間；2爆炸后煙花彈向上運(yùn)動的部分距地

9、面的最大高度高頻考點(diǎn) 3動量守恒與能量守恒的綜合應(yīng)用 視角一 平行板電容器的兩類動態(tài)分析例 5 如下列圖, A、B、C 三球的質(zhì)量分別為 m、m、2m,三個小球從同一高度 足夠高 同時動身,其中 A 球有水平向右的初速度 v 0,B、C 由靜止釋放三個小球在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動,小球與地面之間、小球與小球之間的碰撞均為彈性碰撞,就小球與小球之間最多能夠發(fā)生碰撞的次數(shù)為 專題 6：動量和能量 第 4 頁 共 8 頁沈丘一高 2022-2022 二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案B2 整理：郭凱審核：魯風(fēng)A 1C 3D 4規(guī)律方法 彈性碰撞過程中,系統(tǒng)的動量守恒,機(jī)械能也守恒,下面以一動碰一靜為例推導(dǎo)物體發(fā)生彈性碰

10、撞后速度的規(guī)律如下列圖, 在光滑水平面上, 質(zhì)量為 m1 的物體以速度就有：動量守恒 m1v0m 1v1m2v2機(jī)械能守恒1 2m 1v 2012m1v 2112m 2v 22聯(lián)立以上兩式解得 v1m1m 2m1m 2v0,v2m1m 2v0. 2m11當(dāng) m1m2 時, v10,v2v0質(zhì)量相等,交換速度 v 0 與質(zhì)量為 m 2、靜止的物體發(fā)生彈性正碰,2當(dāng) m1m2 時, v10,v20,且 v2 v1大碰小,一起跑R1 m 質(zhì)量均為M 3 kg3當(dāng) m1m2 時, v10,v20小碰大,要反彈4當(dāng) m1. m2 時, v1v0,v22v0極大碰微小,大不變,小加倍5當(dāng) m1. m2 時

11、, v1 v0,v20微小碰極大,小等速率反彈,大不變 視角二完全非彈性碰撞例 6如下列圖,光滑的1 4圓弧 AB 質(zhì)量可忽視 固定在甲車的左端,其半徑的甲、乙兩輛小車靜止于光滑水平面上,兩車之間通過一感應(yīng)開關(guān)相連當(dāng)滑塊滑過感應(yīng)開關(guān)時,兩車自動分別 將質(zhì)量 m2 kg 的滑塊 P可視為質(zhì)點(diǎn) 從 A 處由靜止釋放, 滑塊 P 滑上乙車后最終未滑離乙車其中甲車上表面光滑,乙車上表面與滑塊 P 之間的動摩擦因數(shù) 0.4,滑塊通過 AB 圓弧、甲車和甲、乙兩車連接處時無能量缺失重力加速度 g 10 m/s2求：1滑塊 P 剛滑上乙車時的速度大?。?滑塊 P 在乙車上滑行的距離專題 6：動量和能量 第

12、5 頁 共 8 頁沈丘一高 2022-2022 二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案整理：郭凱審核：魯風(fēng)規(guī)律方法 兩物體碰撞后粘在一起運(yùn)動,這種碰撞叫完全非彈性碰撞,碰撞過程遵循動量守恒定律,且動能 或機(jī)械能 缺失最多 設(shè)物體 m1 和 m2 碰前的速度分別為 v 1 和 v 2,碰后的共同速度為 v ,就由動量守恒定律有 m1v 1m 2v 2m1m 2v,解得 v m1v 1m2v2m1m2,系統(tǒng)缺失的動能 E k12m 1v 2112m 2v 2212m1 m2v 2.題組突破6如下列圖,豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道下端與光滑水平桌面相切,小滑塊 B 靜止在圓弧軌道的最低點(diǎn)現(xiàn)將小滑塊 A 從圓弧軌道的

13、最高點(diǎn)無初速度釋放已知圓弧軌道半徑 R1.8 m,小滑塊的質(zhì)量關(guān)系是 mB2mA,重力加速度 g10 m/s2.就碰后小滑塊 B 的速度大小不行能是 A 5 m/s B4 m/s C 3 m/s D2 m/s7如下列圖,相距足夠遠(yuǎn)的完全相同的質(zhì)量均為 3m 的兩個木塊靜止放置在光滑水平面上,質(zhì)量為 m 的2子彈 可視為質(zhì)點(diǎn) 以初速度 v 0 水平向右射入木塊,穿出第一塊木塊時的速度為 5v 0,已知木塊的長為 L ,設(shè)子彈在木塊中所受的阻力恒定,求：1子彈穿出第一塊木塊后,第一塊木塊的速度大小 v 以及子彈在木塊中所受的阻力大??；2子彈在其次塊木塊中與該木塊發(fā)生相對運(yùn)動的時間 t.高頻考點(diǎn) 4

14、動量學(xué)問在電磁學(xué)問題中的應(yīng)用專題 6：動量和能量 第 6 頁 共 8 頁沈丘一高 2022-2022 二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案 整理：郭凱 審核：魯風(fēng) 視角一 動量守恒定律在磁場中的應(yīng)用例 7在光滑水平地面放置著足夠長的質(zhì)量為 M 的木板,其上放置著質(zhì)量為 m 帶正電的小物塊 電荷量保持不變 ,兩者之間的動摩擦因數(shù)恒定,且 M m,空間存在足夠大的方向垂直于紙面對里的勻強(qiáng)磁場某時刻開頭它們以大小相等的速度相向運(yùn)動,如下列圖取水平向右的方向?yàn)檎较?就以下圖象可能正確反映它們以后運(yùn)動的是 視角二 動量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用例 8 如下列圖,在光滑的水平面上,有一垂直向下的勻強(qiáng)磁場分布在寬為 L 的區(qū)域

15、內(nèi),有一個邊長為aaL 的正方形閉合線圈以初速度 v 0 垂直磁場邊界滑過磁場后速度變?yōu)?v v v 0,那么 A完全進(jìn)入磁場中時線圈的速度大于 v0v2 B完全進(jìn)入磁場中時線圈的速度等于 v0v2v 0vC完全進(jìn)入磁場中時線圈的速度小于 2 D以上情形 A、B 均有可能,而 C 是不行能的 視角三 動量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用例 9 兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間的距離為 l.導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒 ab 和 cd,構(gòu)成矩形回路,如下列圖兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為 m,電阻均為 R,回路中其余部分的電阻可不計(jì) 在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.

16、設(shè)兩根導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行,開頭時,棒 cd 靜止,棒 ab 有指向棒 cd 的初速度 v 0.如兩根導(dǎo)體棒在運(yùn)動中始終不接觸,就：1在運(yùn)動中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？2當(dāng) ab 棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?34時, cd 棒的加速度是多少？題組突破專題 6：動量和能量 第 7 頁 共 8 頁沈丘一高 2022-2022 二輪復(fù)習(xí)物理導(dǎo)學(xué)案整理：郭凱審核：魯風(fēng)8如下列圖,光滑平行金屬導(dǎo)軌的水平部分處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B4 T 的勻強(qiáng)磁場中,兩導(dǎo)軌間距 L 0.5 m,導(dǎo)軌足夠長且不計(jì)電阻金屬棒 a 和 b 的質(zhì)量都為 m1 kg,連入導(dǎo)軌間的電阻 RaRb1 .b 棒靜止于導(dǎo)軌水平部分,現(xiàn)將 a 棒從 h80 cm 高處自靜止沿弧形導(dǎo)軌下滑,通過 C 點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的水平部分,已知兩棒在運(yùn)動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直,且兩棒始終不相碰求 a、b 兩棒的最終速度,以及整個過程中 b 棒中產(chǎn)生的焦耳熱 重力加速度 g10 m/s29.如下列圖, PQ 和 MN 是固定于傾角為 30斜面內(nèi)的平行光滑金屬軌道,軌道足夠長, 其電阻可忽視不計(jì),金屬棒 ab、cd 放在軌道上,始終與軌道垂直,且接觸良好金屬棒 ab 的質(zhì)量為 2m、cd 的質(zhì)量為 m,長度均為 L 、電阻均為 R；兩金屬棒的長度恰好等于軌道的間距,并與軌道形成閉合回路整個裝置處在垂直斜面對上、 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻