高三物理一轮总复习第五专题动量与能量doc高中物理

2022届高三物理专题复习第五专题动量与能量力的积累和效应牛顿第二定律F=ma力对时间的积累效应冲量I=Ft动量p=mv动量定理Ft=mv2-mv1动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’系统所受合力为零或不受外力力对位移的积累效应功：W=FScosα瞬时功率：P=Fvcosα平均功率：机械能动能势能重力势能：Ep=mgh弹性势能动能定理机械能守恒定律Ek1+EP1=Ek2+EP2或ΔEk=ΔEP一、知识概要注意汽车的两种启动方式。二、比照区别根本概念和根本规律1、16/16\n2、3、5、6、功能原理7、重力做功与重力势能变化三、本卷须知16/16\n冲量是力对时间的积累，其作用效果是改变物体的动量；功是力对位移的积累，其作用效果是改变物体的能量；冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关系，对此，要像熟悉力和运动的关系一样熟悉。在此根底上，还很容易理解守恒定律的条件，要守恒，就应不存在引起改变的原因。能量还是贯穿整个物理学的一条主线，从能量角度分析思考问题是研究物理问题的一个重要而普遍的思路。应用动量定理和动能定理时，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时，研究对象必定是系统；此外，这些规律都是运用于物理过程，而不是对于某一状态（或时刻）。因此，在用它们解题时，首先应选好研究对象和研究过程。对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起来是否简便。选取时应注意以下几点：1．选取研究对象和研究过程，要建立在分析物理过程的根底上。临界状态往往应作为研究过程的开场或完毕状态。2．要能视情况对研究过程进展恰当的理想化处理。3．可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起作为一个系统来研究，有时这样做，可使问题大大简化。4．有的问题，可以选这局部物体作研究对象，也可以选取那局部物体作研究对象；可以选这个过程作研究过程，也可以选那个过程作研究过程；这时，首选大对象、长过程。确定对象和过程后，就应在分析的根底上选用物理规律来解题，规律选用的一般原那么是：16/16\n1．对单个物体，宜选用动量定理和动能定理，其中涉及时间的问题，应选用动量定理，而涉及位移的应选用动能定理。2．假设是多个物体组成的系统，优先考虑两个守恒定律。3．假设涉及系统内物体的相对位移（路程）并涉及摩擦力的，要考虑应用能量守恒定律。四、2022年高考题选讲1、（09年全国卷Ⅰ）21．www.ks5u.com质量为M的物块以速度V运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为A.2B.3C.4D.52、（09年全国卷Ⅱ）20.以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，那么物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为A．和B．和C．和D．和3、（09年上海物理）5．小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面。在上升至离地高度h处，www.ks5u.com小球的动能是势能的两倍，在下落至离高度h处，小球的势能是动能的两倍，那么h等于A．H/9B．2H/9C．3H/9D．4H/94、（09年宁夏卷）17.质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开场16/16\n受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如以下图，力的方向保持不变，那么A．时刻的瞬时功率为B．时刻的瞬时功率为C．在到这段时间内，水平力的平均功率为D.在到这段时间内，水平力的平均功率为5、（09年浙江自选模块）13.“二氧化碳是引起地球温室效应的原因之一，减少二氧化碳的排放是人类追求的目标。以下能源利用时均不会引起二氧化碳排放的是A.氢能、核能、太阳能B.风能、潮汐能、核能C.生物质能、风能、氢能D.太阳能、生物质能、地热能6、（09年全国卷Ⅰ）25．(18分)如以下图，倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱，相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.设碰撞时间极短，求(1)工人的推力；(2)三个木箱匀速运动的速度；(3)在第一次碰撞中损失的机械能。7、（09年北京卷）24．（20分）（1）如图1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。质量为的小球从高位处由静止开场沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为16/16\n的小球发生碰撞，碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球的速度大小；（2）碰撞过程中的能量传递规律在屋里学中有着广泛的应用。为了探究这一规律，我们才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的可简化力学模型。如图2所示，在固定光滑水平轨道上，质量分别为、……的假设干个球沿直线静止相间排列，给第1个球初能，从而引起各球的依次碰撞。定义其中第个球经过依次碰撞后获得的动能与之比为第1个球对第个球的动能传递系数。a.求b.假设为确定的已知量。求为何值时，值最大8、（09年天津卷）10.(16分)如以下图，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10m/s2，求（1）物块在车面上滑行的时间t;（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。16/16\n9、（09年山东卷）38．（4分）[物理——物理3-５]（2）如以下图，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开场时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。10、（09年四川卷）23.(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开场向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率到达其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。取g=10m/s2,不计额外功。求：(1)起重机允许输出的最大功率。(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。11、（09年上海物理）20．（10分）质量为5´103kg的汽车在t＝0时刻速度v0＝10m/s，随后以P＝6´104W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s到达最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5´103N。求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s。16/16\n12、（09年重庆卷）23.（16分）2022年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如题23图，运发动将静止于O点的冰壶（视为质点）沿直线推到A点放手，此后冰壶沿滑行，最后停于C点。已知冰面各冰壶间的动摩擦因数为，冰壶质量为m，AC=L，=r,重力加速度为g（1）求冰壶在A点的速率；（2）求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小；（3）假设将段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为，假设只能滑到C点的冰壶能停于点，求A点与B点之间的距离。13、（09年重庆卷）24.（18分）探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三局部，其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段：①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见题24图a）；②由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面高度为时，与静止的内芯碰撞（见题24图b）；③碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为处（见题24图c）。设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g。求：（1）外壳与碰撞后瞬间的共同速度大小；（2）从外壳离开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；16/16\n（3）从外壳下端离开桌面到上升至处，笔损失的机械能。14、（09年广东物理）19．（16分）如图19所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距=1.0m。物块A以速度=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B结实地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度=2.0m/s。已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数=0.45.（设碰撞时间很短，g取10m/s2）（1）计算与C碰撞前瞬间AB的速度；（2）根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。15、（09年宁夏卷）36．［物理——选修3-5］（2）（10分）两质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如以下图，一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h。物块从静止滑下，然后双滑上劈B。求物块在B上能够到达的最大高度。16、16/16\n（09年宁夏卷）24．（14分）冰壶比赛是在水平冰面上进展的体育工程，比赛场地示意如图。比赛时，运发动从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停顿位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运发动可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至=0.004.在某次比赛中，运发动使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运发动用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/s2）答案与解析1、解析：此题考察动量守恒.根据动量守恒和能量守恒得设碰撞后两者的动量都为P,那么总动量为2P,根据,以及能量的关系得,所以AB正确。2、D．和答案：A解析：此题考察动能定理.上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为有,解得,A正确。3、答案：D解析：小球上升至最高点过程：；小球上升至离地高度h处过程：，又16/16\n；小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程：，又；以上各式联立解得，答案D正确。4、答案：BD5、答案：AB6、答案：（1）；（2）；（3）。解析：(1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根据平衡的知识有(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为V1,加速度根据运动学公式或动能定理有,碰撞后的速度为V2根据动量守恒有,即碰撞后的速度为,然后一起去碰撞第三个木箱,设碰撞前的速度为V3从V2到V3的加速度为,根据运动学公式有,得,跟第三个木箱碰撞根据动量守恒有,得就是匀速的速度.（3）设第一次碰撞中的能量损失为,根据能量守恒有,带入数据得。7、解析：（1）设碰撞前的速度为，根据机械能守恒定律①设碰撞后m1与m2的速度分别为v1和v2，根据动量守恒定律②16/16\n由于碰撞过程中无机械能损失③②、③式联立解得④将①代入得④（2）a由④式，考虑到得根据动能传递系数的定义，对于1、2两球⑤同理可得，球m2和球m3碰撞后，动能传递系数k13应为⑥依次类推，动能传递系数k1n应为解得b.将m1=4m0,m3=mo代入⑥式可得为使k13最大，只需使由8、答案：（1）0.24s(2)5m/s16/16\n解析：此题考察摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律的运用。（1）设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有①设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有②其中③解得代入数据得④（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′，那么⑤由功能关系有⑥代入数据解得=5m/s故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v0′不能超过5m/s。9、解析：（2）设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为,由动量守恒定律有,,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为。考点：动量守恒定律10、解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物到达最大速度时，拉力F0等于重力。16/16\nP0＝F0vm①P0＝mg②代入数据，有：P0＝5.1×104W③(2)匀加速运动完毕时，起重机到达允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有：P0＝F0v1④F－mg＝ma⑤V1＝at1⑥由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5s⑦T＝2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，那么v2＝at⑧P＝Fv2⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×104W。11、解析：（1）当到达最大速度时，P＝=Fv=fvm，vm＝＝m/s＝24m/s（2）从开场到72s时刻依据动能定理得：Pt－fs＝mvm2－mv02，解得：s＝＝1252m。12、解析：13、解析：16/16\n14、解析：⑴设AB碰撞后的速度为v1,AB碰撞过程由动量守恒定律得设与C碰撞前瞬间AB的速度为v2，由动能定理得联立以上各式解得⑵假设AB与C发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得代入数据解得此时AB的运动方向与C相同假设AB与C发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒得联立以上两式解得代入数据解得此时AB的运动方向与C相反假设AB与C发生碰撞后AB的速度为0，由动量守恒定律得代入数据解得总上所述得当时，AB的运动方向与C相同当时，AB的速度为0当时，AB的运动方向与C相反15、解析：设物块到达劈A的低端时，物块和A的的速度大小分别为和V，由机械能守恒和动量守恒得16/16\n①②设物块在劈B上到达的最大高度为，此时物块和B的共同速度大小为，由机械能守恒和动量守恒得③④联立①②③④式得⑤16、解析：设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为：在被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为。那么有+=S①式中S为投掷线到圆心O的距离。②③设冰壶的初速度为，由功能关系，得④联立以上各式，解得⑤代入数据得⑥16/16