1、廊坊2013年高考押题猜想动量和能量一、大纲解读 二、重点剖析 1独立理清两条线：一是力的时间积累冲量动量定理动量守恒；二是力的空间移位积累功动能定理机械能守恒能的转化与守恒把握这两条主线的结合部：系统。即两个或两个以上物体组成相互作用的物体系统。动量和能量的综合问题通常是以物体系统为研究对象的，这是因为动量守恒定律只对相互作用的系统才具有意义。2解题时要抓特征扣条件，认真分析研究对象的过程特征，若只有重力、系统内弹力做功就看是否要应用机械能守恒定律；若涉及其他力做功，要考虑能否应用动能定理或能的转化关系建立方程；若过程满足合外力为零，或者内力远大于外力，判断是否要应用动量守恒；若合外力不为零
2、，或冲量涉及瞬时作用状态，则应该考虑应用动量定理还是牛顿定律3应注意分析过程的转折点，如运动规律中的碰撞、爆炸等相互作用，它是不同物理过程的交汇点，也是物理量的联系点，一般涉及能量变化过程，例如碰撞中动能可能不变，也可能有动能损失，而爆炸时系统动能会增加三、考点透视 例1 A、B两球在光滑水平面上沿同一直线运动，A球动量为pA=5kgm/s，B球动量为pB=7kgm/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量可能是：（ ）ApA=6kgm/s、pB=6kgm/s BpA=3kgm/s、pB=9kgm/sCpA=-2kgm/s、pB=14kgm/s DpA=5kgm/s、pB=17kg
3、m/s点拨：判断的优先顺序为：动量守恒速度情景动能关系，动量守恒最容易判断，其次是速度情景，动能关系要通过计算才能作结论，简捷方法是先比较质量关系，再比较动量的平方，如果两物体质量相等，则可直接比较碰撞前后动量的平方和。考点2、爆炸和反冲爆炸时内力远大于外力，系统动量守恒；由于有其它形式的能转化为动能（机械能），系统动能增大。答案：BD点拨：注意提取有效解题信息，把握关键字句，如“置于箭首的卫星”、“星箭分离后瞬间火箭仍沿原方向飞行”等，结合爆炸特点和物理情景判断解题。考点3、两个定理的结合例3：如图所示，质量m1为4kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数=0.24，木板右端放
4、着质量m2为1.0kg的小物块B(视为质点)，它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能为8.0J，小物块的动能为0.50J，重力加速度取10m/s2,求：（1）瞬时冲量作用结束时木板的速度V0.（2）木板的长度L点拨：涉及动量定理和动能定理综合应用的问题时，要注意分别从合力对时间、合力对位移的累积作用效果两个方面分析物体动量和动能的变化，同时应注意动量和动能两个量之间的关系.考点4、碰撞与圆周运动、平抛运动的结合 例4、有两个完全相同的小滑块A和B，A沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘O点的B发生正碰，碰撞中无机械能损失。碰后B运动
5、的轨迹为OD曲线，如图所示。（1）已知滑块质量为m,碰撞时间为，求碰撞过程中A对B平均冲力的大小。（2）为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动，特制做一个与B平抛轨道完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置，让A沿该轨道无初速下滑（经分析，A下滑过程中不会脱离轨道）。a.分析A沿轨道下滑到任意一点的动量pA与B平抛经过该点的动量pB的大小关系;b.在OD曲线上有一M点，O和M两点连线与竖直方向的夹角为45。求A通过M点时的水平分速度和竖直分速度。 因为A、B的运动轨迹均为OD曲线，故在任意一点，两者速度方向相同。设B水平和竖直分速度大小分别为和，速率为vB；A水平和竖
6、直分速度大小分别为和，速率为vA,则: B做平抛运动，故 对A由机械能守恒得vA= 由由以上三式得 将代入得：点拨：碰撞过程中的动量与能量关系，碰撞后与平抛运动的规律相结合是近几年高考的热点，复习时应加强这方面的训练。反思：子弹打木块模型是一个典型的物理模型，系统通过一对内力做负功，把“子弹”的部分动能转化为其他形式的能量，是高考的热点，复习时要重视。例2、如图5-5所示，质量为的天车静止在光滑轨道上，下面用长为的细线悬挂着质量为的沙箱，一颗质量为的子弹，以的水平速度射入沙箱，并留在其中，在以后运动过程中，求：沙箱上升的最大高度。热点2、人船模型例3、如图5-6所示浮动起重机从岸上吊起m=2t
7、的重物。开始时浮吊起重杆OA与竖直方向成60角，当转至杆与竖直方向成30角时，求起重机的水平方向的位移。设浮吊质量为20t，起重杆长l=8m，水的阻力与杆重均不计。解析：浮吊与重物组成的系统水平方向不受外力，动量守恒且初总动量为零，为一人船模型，则：解得x=0.266m，即起重机的水平向左的位移为0.266m。热点3“带弹簧的木板与滑块”模型例4、如图5-7所示，坡道顶端距水平面高度为h，质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端与质量为m2的档板相连，弹簧处于原长时，B恰好位于滑道的末端O点。A
8、与B碰撞时间极短，碰撞后结合在一起共同压缩弹簧。已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求（1）物块A在档板B碰撞瞬间的速度v的大小；（2）弹簧最大压缩时为d时的弹性势能EP（设弹簧处于原长时弹性势能为零）。反思： “带弹簧的木板与滑块”模型，分为三个过程：A物体下滑过程，遵循机械能守恒或动能定理求解；A物体碰撞B物体过程，由于内力远大于外力，遵循动量守恒定律；A、B整体压缩弹簧的过程，又遵循能量守恒定律（摩擦力做功，机械能不守恒），分清物理过程，正确应用物理规律建立方程，是解决这类问题的关键。五、能力突破 即m1m2，这与已知条件中m1m2不符。可见在
9、以后的运动中不可能出现滑块B的速度为0的情况。反思：“假设法”是科学探索常用的方法之一，其特点是：先对某个结论提出可能的假设，再利用已知的规律知识对该假设进行剖析，其结论若符合题意的要求，则原假设成立。刚结束时相同；当n为偶数时，小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与第二次碰撞刚结束时相同反思：（1）碰撞中无能量损失意味着整个过程中机械能守恒。（2）求轨道压力肯定要用到牛顿第二定律。（3）在做这种题目时需要先确定研究的是哪个过程，那个状态。 代入数据得 反思：合理选择不同阶段的研究对象，准确分析碰撞前后各研究对象的受力情况及各力的做功情况，应用功能原理将碰撞前后的速度与已知条件联系，再结合
10、碰撞过程的动量与能量关系，是解答本题的关键。 （1）由于线框匀速进入磁场，则合力为零，有，解得（2）设线框离开磁场能上升的高度为h,则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中六、规律整合计算结果如果是正的，说明该量的方向和正方向相同；如果是负的，则说明和选定的正方向相反。七、高考预测动量和能量综合问题涉及的内容是力和运动规律的延伸，是动力学内容的继续和深化，又由于动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的基本规律，故本专题是高中物理学习的重点，也是高考考查的热点之一。要求考生在复习备考中对本专题内容要特别关注，加强对概念、规律的理解和掌握，培养和提高综合应用动量与能量的观点处理问题的能力。纵观近几
11、年高考，动量、能量知识年年必考，并常以压轴题的形式出现，预测也是2010年高考的热点和命题点。美国著名的网球运动员罗迪克的发球速度时速最快可达60m/s，这也是最新的网球发球时速的世界记录，可以看作罗迪克发球时使质量约为60g的网球从静止开始经0.02s后速度增加到60m/s，则在上述过程中，网球拍对网球的作用力大小约为（ ）A.180NB.90NC.360ND.1800N质量为1.0kg的小球从高20m处自由下落(空气阻力不计，g取10m/s2)到软垫上，反弹后上升最大高度为5.0m，小球与软垫接触的时间为1.0s，在接触时间内小球受到软垫的平均作用力为（）A.30NB.40NC.60ND.
12、80N质量为m的质点，在水平面内以速度v做半径为R的匀速圆周运动如图2所示，质点从位置A开始经半个周期到位置B的过程中，所受的合外力的冲量是（ ）A. 0B. mvC. 2mvD. 在粗糙的水平面商运动的物体，从a点开始受到一个水平恒力F的作用沿直线运动到b点，已知物体在b点的速度与在a点的速度大小相等，则从a点到b点（ ）A.物体一定做匀速运动B.恒力F的方向始终与摩擦力的方向相反C.恒力F与摩擦力对物体的总冲量一定为零D.恒力F与摩擦力对物体所做的总功量一定为零如图3所示，斜面上除了AB段粗糙外，其余部分均是光滑的，小物体与AB段的动摩擦因数处处相等，今使该物体从斜面的顶端由静止开始下滑，
13、经过A点时的速度与经过C点时的速度相等，已知ABBC，则下列说法正确的是（ ）A.物体在AB段与BC段 的加速度大小相等B.物体在AB段与BC段的运动时间相等C.重力在这两段中所做的功相等D.物体在AB段与BC段的动量变化相等二、填空题（共2小题，共26分，把答案填在题中的横线上）11. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 HZ，当地重力加速度的值为9.80ms2，测得所用重物的质量为1.00kg。甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条12. 如图5所示气垫是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为
14、没有摩擦。我们可以用带竖直挡板和的气垫轨道以及滑块和来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：.调整气垫轨道，使导轨处于水平；b.在和间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块、运动时间的计数器开始工作，当、滑块分别碰撞、挡板时停止计时，记下滑块、分别到达挡板、的运动时间和；.用刻度尺测出滑块的左端至挡板的距离、滑块的右端到挡板的距离。（）试验中还应测量的物理量是；（）利用上述过程测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是；（）利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是 .三、计算题（共
15、6小题，共92分，解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）14.美国通共汽车公司推出的“氨气型”汽车是一种使用燃料电池驱动的电动汽车，它利用的是氢气和氧气直接反应，其生成物只有水，因此对环境没有污染，该车质量为1.5，额定输出机械功率为60，当它以额定功率行驶时的最高速度为120.求：（）该汽车以上述最高速度行驶时所受的阻力是车所受重力的多少倍？（）若行驶中汽车所受重力与速度大小无关，该车行驶时输出机械功率保持额定功率不变，当速度增大到60时瞬时加速度是多少？ 17炮竖直向上发射炮弹.炮弹的质量为M=6.0 kg（内含炸药的质量可以忽略不计），射参考答案12（）用天平分别测出滑块、的质量、（）（）由能量守恒知14解：（）汽车以正常情况下的最高速度行驶时的功率是额定功率这时汽车做的匀速运动，牵引力和阻力大小相等，即设阻力是重力的倍，代入数据得0.12（）设汽车以额定功率行驶速度为时的牵引力为，则， 而阻力大小仍为由代入数据可得1.2。 16解：设、系统滑到圆轨道最低点时锁定为，解除弹簧锁定后、的速度分别为，到轨道最高点的速度为，则有解得： 解以上各式得 Ek=6.0104 J
