2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 考前知識回扣 考前第7天 能量和動(dòng)量.doc
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考前第7天 能量和動(dòng)量 [回顧知識] 1.功的定義式 W=Flcosα(α是F與位移l方向的夾角),這種方法只適用于恒力做功.當(dāng)0≤α<時(shí)F做正功,當(dāng)α=時(shí)F不做功,當(dāng)<α≤π時(shí)F做負(fù)功. 2.功率 P==Fvcosα (1)當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí),對應(yīng)的P為瞬時(shí)功率. (2)當(dāng)v為平均速度時(shí),對應(yīng)的P為平均功率. 3.機(jī)車啟動(dòng)問題中的注意點(diǎn) (1)全程最大速度的臨界點(diǎn)為:F阻=. (2)勻加速運(yùn)動(dòng)的最后點(diǎn)為-F阻=ma;此時(shí)瞬時(shí)功率等于額定功率P額. (3)在勻加速過程中的某點(diǎn)有:-F阻=ma. (4)在變加速運(yùn)動(dòng)過程中的某點(diǎn)有-F阻=ma2. 4.動(dòng)能定理 (1)定義:外力做功的代數(shù)和等于物體動(dòng)能的變化量. (2)表達(dá)式:W合=Ek2-Ek1. (3)適用范圍:單個(gè)物體,單一過程或多個(gè)過程,直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng). 5.機(jī)械能守恒定律 (1)成立條件:系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功,其他任何內(nèi)力、外力都不做功或做功的代數(shù)和為零. 物體間只有動(dòng)能和重力勢能及彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)化,機(jī)械能也沒有轉(zhuǎn)化成其他形式的能(如沒有內(nèi)能產(chǎn)生),系統(tǒng)的機(jī)械能守恒. (2)表達(dá)式 ①Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 ②ΔEk=-ΔEp. ③ΔEA增=ΔEB減 6.幾種常見的功能關(guān)系 做功 能量變化 功能關(guān)系 重力做功 重力勢能變化ΔEp WG=-ΔEp 彈力做功 彈性勢能變化ΔEp WF=-ΔEp 合外力做功W合 動(dòng)能變化ΔEk W合=ΔEk 除重力和彈力之外其他力做功W其 機(jī)械能變化ΔE W其=ΔE 系統(tǒng)內(nèi)滑動(dòng)摩擦力與介質(zhì)阻力做功Ffs相對 系統(tǒng)內(nèi)能變化ΔE內(nèi) Ffs相對=ΔE內(nèi) 電場力做功 WAB=qUAB 電勢能變化ΔEp WAB=-ΔEp 電流做功W=UIt 電能變化ΔE W=-ΔE 7.動(dòng)量定理 (1)內(nèi)容:物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過程中所受力的沖量,這個(gè)關(guān)系叫做動(dòng)量定理. (2)表達(dá)式:Ft=mv2-mv1=Δp. 動(dòng)量定理不僅適用于恒力作用的過程,也適用于隨時(shí)間變化的變力作用的過程.對于變力作用的過程,動(dòng)量定理中的F可以理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值. (3)根據(jù)F=ma得F=ma=m=,即F=,這是牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式. 8.動(dòng)量守恒定律 (1)內(nèi)容:如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力,或者所受外力的矢量和為0,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變. (2)三種常見表達(dá)式 ①p=p′(系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p′). 實(shí)際應(yīng)用時(shí)的三種常見形式: a.m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(適用于作用前后都運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)). b.0=m1v1′+m2v2′(適用于原來靜止的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),比如爆炸、反沖等). c.m1v1+m2v2=(m1+m2)v(適用于兩物體作用后結(jié)合為一體或具有相同速度的情況,如完全非彈性碰撞). ②Δp=0(系統(tǒng)總動(dòng)量不變). ③Δp1=-Δp2(相互作用的兩物體組成的系統(tǒng),兩物體動(dòng)量的變化量大小相等、方向相反). (3)動(dòng)量守恒的條件 ①理想守恒:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力之和為零,則系統(tǒng)動(dòng)量守恒. ②分方向守恒:系統(tǒng)在某一方向上不受外力,或外力之和為零,則系統(tǒng)在這一方向上的動(dòng)量變化量為零,系統(tǒng)在這一方向上動(dòng)量守恒. ③近似守恒:系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力或者系統(tǒng)在某一方向上的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,則系統(tǒng)的外力或系統(tǒng)在某一方向上的外力可以忽略不計(jì),系統(tǒng)或系統(tǒng)在某一方向上的動(dòng)量近似守恒. [回顧方法] 1.求變力做功的常用方法 (1)將變力轉(zhuǎn)化為恒力 以恒代變法——通過關(guān)聯(lián)點(diǎn)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功; 化曲為直法——可將方向變化大小不變的變力轉(zhuǎn)化為恒力來求所做的功; 平均力法——若力F隨位移l線性變化,可用平均力將變力轉(zhuǎn)化為恒力. (2)圖象法:作出變力F隨位移l變化的圖線,圖線與位移軸所圍的面積即變力所做的功. (3)當(dāng)某力做功的功率P一定時(shí),該力在時(shí)間t內(nèi)做的功可由W=Pt計(jì)算. (4)根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系,通過求能量的變化來求變力所做的功. 2.解決機(jī)械能守恒綜合題目的一般方法 (1)對物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過程的分析,分析每一運(yùn)動(dòng)過程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律. (2)對物體進(jìn)行每一過程中的受力分析,確定有哪些力做功,有哪些力不做功,哪一過程中滿足機(jī)械能守恒定律的條件. (3)分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),根據(jù)機(jī)械能守恒定律及有關(guān)的力學(xué)規(guī)律列方程求解. 3.分析小球碰撞是否合理的三種方法 (1)動(dòng)量守恒,即p1+p2=p1′+p2′ (2)動(dòng)能不增加,即Ek1+Ek2≥Ek1′+Ek2′或m1v+m2v≥m1v1′2+m2v2′2 (3)速度要符合物理情景 ①碰前兩物體同向,則應(yīng)用v后>v前,碰后,原來在前的物體速度一定增大,且v前′≥v后′; ②兩物體相向運(yùn)動(dòng),碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變. [回顧易錯(cuò)點(diǎn)] 1.區(qū)分一對靜摩擦力與一對滑動(dòng)摩擦力做功. 2.區(qū)分平均功率與瞬時(shí)功率. 3.區(qū)分在機(jī)車啟動(dòng)類問題中“勻加速最后時(shí)刻的速度”與“所能達(dá)到的最大速度”. 4.區(qū)分機(jī)械能守恒條件中“只有重力做功”和“只受重力作用”. 5.區(qū)分動(dòng)量守恒條件與機(jī)械能守恒條件. 6.區(qū)分動(dòng)量定理與動(dòng)能定理. 7.區(qū)分彈性碰撞與非彈性碰撞. [保溫精練] 1.(多選)如圖所示,質(zhì)量為2m的物體B靜止在光滑的水平面上,物體B的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,質(zhì)量為m的物體A以速度v向物體B運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生作用,從物體A接觸彈簧開始到離開彈簧的過程中,物體A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng).以初速度v方向?yàn)檎?,則( ) A.此過程中彈簧對物體B的沖量大小大于彈簧對物體A的沖量大小 B.彈簧的最大彈性勢能為mv2 C.此過程彈簧對物體B的沖量為mv D.物體A離開彈簧后的速度為-v [解析] 此過程中彈簧對物體B的作用力和彈簧對物體A的作用力是一對作用力和反作用力,大小相等,作用時(shí)間相同,根據(jù)沖量的定義可知,此過程中彈簧對物體B的沖量大小等于彈簧對物體A的沖量大小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)兩物體速度相等時(shí),彈簧彈性勢能最大,由動(dòng)量守恒定律得mv=(m+2m)v′,解得v′=,由能量守恒定律得,彈簧的最大彈性勢能Ep=mv2-(m+2m)v′2=mv2,選項(xiàng)B正確;設(shè)物體A離開彈簧時(shí)速度為v1,物體B速度為v2,由動(dòng)量守恒定律得,mv=mv1+2mv2,由能量守恒定律得,mv2=mv+2mv,聯(lián)立解得v1=-v,v2=v.在物體A離開彈簧時(shí),由動(dòng)量定理得,此過程中彈簧對B的沖量等于物體B動(dòng)量的變化,即I=2mv2=mv,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確. [答案] BD 2.甲、乙兩物體用細(xì)線相連,跨過兩光滑滑輪按如圖所示方式連接,滑輪上方放置一豎直的光滑半圓形軌道,甲物體與地面接觸,乙物體緊挨滑輪位置,兩滑輪到地面距離與半圓軌道直徑相等,且與圓心在同一水平線上.若兩滑輪與甲、乙物體均視為質(zhì)點(diǎn),且兩滑輪之間距離可視為與半圓軌道直徑相等,現(xiàn)將乙由靜止開始釋放,甲物體向上運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道后,恰好能沿半圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng),則甲、乙兩物體質(zhì)量之比為( ) A.1∶7 B.1∶6 C.1∶5 D.1∶4 [解析] 設(shè)甲、乙兩物體質(zhì)量分別為m1、m2,軌道半徑為R,當(dāng)乙下落到地面、甲運(yùn)動(dòng)到半圓軌道下端時(shí),由題意知,對系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律可得2m2gR-2m1gR=(m2+m1)v2,甲球恰好能做圓周運(yùn)動(dòng),則甲球在圓軌道最高點(diǎn)時(shí)必有m1g=,甲由軌道下端運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過程中由機(jī)械能守恒定律可得:m1v2=m1gR+m1v,聯(lián)立以上各式可得:m2=7m1,則A正確. [答案] A 3.(2018衡水中學(xué)六調(diào))有一條捕魚小船??吭诤叴a頭,小船又窄又長,一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略地測定它的質(zhì)量,他進(jìn)行了如下操作:首先將船平行碼頭自由停泊,然后他輕輕從船尾上船,走到船頭后停下,而后輕輕下船,用卷尺測出船后退的距離為d,然后用卷尺測出船長為L.已知他自身的質(zhì)量為m,則小船的質(zhì)量m0為( ) A. B. C. D. [解析] 人在小船上移動(dòng),人和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒.根據(jù)動(dòng)量守恒定律有,=,解得m0=,B正確. [答案] B 4.(2018河北六校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量m1=3 kg、速度v1=2 m/s的小球A與質(zhì)量m2=1 kg、速度v2=-4 m/s的小球B發(fā)生正碰,以下情況表示完全彈性碰撞的是(v′1、v′2分別對應(yīng)碰后小球A、B的速度)( ) A.v′1=-1 m/s v′2=5 m/s B.v′1=-2 m/s v′2=8 m/s C.v′1=1 m/s v′2=-5 m/s D.v′1=- m/s v′2=4 m/s [解析] 取v1的方向?yàn)檎较?,碰撞前總?dòng)量p=m1v1+m2v2=32 kgm/s-14 kgm/s=2 kgm/s,碰撞前的總動(dòng)能Ek=m1v+m2v=322 J+142 J=14 J. 如果v′1=-1 m/s、v′2=5 m/s,則碰撞后總動(dòng)量p′1=m1v′1+m2v′2=2 kgm/s,動(dòng)量守恒. 碰撞后的總動(dòng)能Ek1=m1v′+m2v′=14 J,機(jī)械能守恒,所以發(fā)生完全彈性碰撞,故A正確. 如果v′1=-2 m/s、v′2=8 m/s,則碰撞后總動(dòng)量p′2=m1v′1+m2v′2=2 kgm/s,動(dòng)量守恒. 碰撞后的總動(dòng)能Ek2=m1v′+m2v′=38 J,機(jī)械能不守恒,故B錯(cuò)誤. 如果v′1=1 m/s、v′2=-5 m/s,則碰撞后總動(dòng)量p′3=m1v′1+m2v′2=-2 kgm/s,動(dòng)量不守恒,故C錯(cuò)誤. 如果v′1=- m/s、v′2=4 m/s,則碰撞后總動(dòng)量p′4=m1v′1+m2v′2=2 kgm/s,動(dòng)量守恒. 碰撞后的總動(dòng)能Ek4=m1v′+m2v′≈8.7 J,機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò)誤. [答案] A- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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