2013届高考物理二轮复习热点难点专题透析专题2：动量和能量课件(170张ppt)

第2专题主编AH决胜高考专案突破名师诊断对点集训 【考情报告】名师诊断专案突破对点集训决胜高考从近三年高考考点分布来看,安徽省高考对本专题的知识点考查频率非常高,每年必考,如2012年高考安徽理综卷第24题,2011年高考安徽理综卷第24题,2010年高考安徽理综卷第24题等.对动能定理、机械能守恒定律、功能关系考查难度较大,其中对机械能守恒定律的考查可与实验考查相结合,对能量守恒定律的考查偏易.动量定理这一考点在安徽省高考中历年均未涉及,但在2012年考试大纲中将“动量、动量定理”由Ⅰ级要求变为Ⅱ级要求,预示难度加大,在今【考向预测】动量和能量观点是贯穿整个物理学的最基本的观点,动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的基本规律,涉及面广、综合性强、能力要求高,多年的压轴题均与本专题知识有关.名师诊断专案突破对点集训决胜高考功与功率、动能定理和机械能守恒定律为考查热点,主要以选择题的形式出现,考查考生对基本概念、规律的掌握情况和初步应用的能力.另一种可能是与牛顿运动定律、曲线运动、电场和电磁感应等知识综合起来考查,题型以计算题为主.考题紧密联系生产生活、现代科技等问题,如传送带的功率消耗、站台的节能设计、弹簧中的能量、曲线轨道中的能量、碰撞中的动量守恒问题等;综合考查学生的分析综合能力,推理能力和利用数学知识解决物理问题的能力.预计在2013年高考中,会继续延续近两年的命题特点.一种可能是以后的高考命题中肯定会有所体现,要引起重视.对动量守恒定律的考查则相对难度偏大,且经常与其他知识点进行综合.这些高考试题不仅考查了考生对这部分知识点的掌握程度,还考查了考生应用物理知识解决实际问题的能力.名师诊断专案突破对点集训决胜高考1.(2012年湖北松滋高三调研)如图所示,一木块在水平拉力F1作用下沿水平地面做匀速直线运动,在移动距离l的过程中,拉力F1做的功为W1.若改用另一斜向上的拉力F2,使木块沿地面也做匀速直线运动,在移动距离l的过程中,拉力F2做的功为W2.则W1和W2大小关系为 ()【知能诊断】名师诊断专案突破对点集训决胜高考A.W1W2B.W1=W2C.W1W2D.无法比较【解析】设木块与地面的动摩擦因数为μ,F2与水平方向的夹角为θ,由平衡条件有f1=μmg=F1,f2=μ(mg-F2sinθ)=F2cosθ,则f2f1;拉力F1做的功为W1=f1l,拉力F2做的功为W2=F2lcosθ=f2l,则W2W1,故正确答案为C.【答案】C名师诊断专案突破对点集训决胜高考2.如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 ()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大,后减小D.先减小,后增大名师诊断专案突破对点集训决胜高考【解析】小球在运动过程中受到重力G、拉力F和绳子的拉力T,根据动能定理可知,WG+WF+WT= m - m =0,而绳子的拉力始终与速度垂直,绳子的拉力不做功,所以拉力F做的功与克服重力做的功相等,它们的功率大小也相等;根据运动的分解可知,速度沿竖直方向的分速度越来越大,因此克服重力做功的功率将变大,即在此过程中拉力的瞬时功率也逐渐变大,A项正确.【答案】A1222v1221v名师诊断专案突破对点集训决胜高考3.(2012年广东六校联考)升降机底板上放一质量为100kg的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动5m时速度达到4m/s,则此过程中(g取10m/s2) ()A.升降机对物体做功4200JB.合外力对物体做功5800JC.物体的重力势能增加5000JD.物体的机械能增加5000J【解析】物体竖直向上提高h=5m,重力做功-mgh=-5000J,则选项C正确;由动能定理,合外力对物体做功W总=WG+WF= mv2=800J,WF=5800J,则选项A、B、D错误.12【答案】C名师诊断专案突破对点集训决胜高考4.由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内.一质量为m的小球,从距离水平地面高为H的管口D处静止释放,最后能够从A端水平抛出落到地面上.下列说法①小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2 ;②小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2 ;③小球能从细管A端水平抛出的条件是H2R;④小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin= R其中正确的是 ()22RHR224RHR52名师诊断专案突破对点集训决胜高考A.①③B.②④C.①④D.②③【解析】小球由D点到A点的过程机械能守恒,可得:mgH-mg·2R= mv2,离开A点的平抛运动过程有:2R= gt2,x=vt,联立解得:x=2 ,故①错、②对;小球在A点的速度大于零即能做平抛运动,满足H2R即可,故③、④错.【答案】D1212224RHR名师诊断专案突破对点集训决胜高考5.(2012年湖南衡阳六校联考)如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,倾斜于水平地面放置,以同样恒定速率v向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v.已知B处离地面的高度皆为H.则在物体从A到B的过程中 ()名师诊断专案突破对点集训决胜高考A.甲传送带对小物体做功多B.将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能相等C.两种传送带与小物体之间的动摩擦因数不同D.将小物体传送到B处,两种系统产生的热量相等名师诊断专案突破对点集训决胜高考【解析】对小物体,从A到B由动能定理,W-mgH= mv2,则A错误;小物体在加速过程中,由a= 知,因位移x不同,故加速度不同,根据牛顿第二定律知,动摩擦因数不同,则C正确;系统产生的热量Q=μmgcosθ·s相=μmgcosθ· = ,因动摩擦因数不同,Q不同,则D错误;将小物体传送到B处,传送带消耗的电能E=W+Q,可见E也不同,则B错误.【答案】C1222vx2v2g(cossin)2mvtan2(1)名师诊断专案突破对点集训决胜高考6.如图所示,装置的左边是足够长的光滑水平台面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量M=2kg的小物块A.装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接.传送带始终以v=2m/s的速率逆时针转动.装置的右边是一光滑曲面,质量m=1kg的小物块B从其上距水平台面高h=1.0m处由静止释放.已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,l=1.0m.设物块A、B间发生的是对心弹性碰撞,第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态.取g=10m/s2.名师诊断专案突破对点集训决胜高考(1)求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小.(2)通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上?(3)如果物块A、B每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定,而当它们再次碰撞前锁定被解除,试求出物块B第n次碰撞后的运动速度大小.名师诊断专案突破对点集训决胜高考【解析】(1)B从曲面滑下机械能守恒:mgh= m 得B滑到皮带前:v0= =2 m/sB滑上皮带做匀减速运动: - =2ala=μg=2m/s2解得B滑过皮带与A碰前速度:v1=4m/s.(2)A、B发生弹性碰撞,动量守恒、机械能守恒.碰后B的速度为v2,A的速度为va2mv1=mv2+Mva21220v2gh520v21v名师诊断专案突破对点集训决胜高考 m = m + M 联立解得:v2=- m/sv2=4m/s(舍去)B将以v2= m/s速度大小返回到皮带上做匀减速运动至速度为0,有: =2ax解得:x= m1m,所以不能回到曲面.(3)设B第x-1次与A碰后,从皮带返回再与A第n-1碰撞,n-x=1mvx=mvn+Mvan m = m + M 1221v1222v1222av434322v49122xv122nv122anv名师诊断专案突破对点集训决胜高考联立解得:vn=- vxvn=vx(舍去)由此可知B与A碰撞后每次只能保留碰前速度大小的 ,所以碰撞n次后B的速度v(n+1)应为:v(n+1)=4·( )nm/s(n=0、1、2、3……).【答案】(1)4m/s(2)不能回到曲面 (3)4·( )nm/s13131313名师诊断专案突破对点集训决胜高考7.如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平.从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力,求(1)两球a、b的质量之比.(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比.名师诊断专案突破对点集训决胜高考【解析】(1)设球b的质量为m2,细线长为L,球b下落至最低点、但未与球a相碰时的速率为v,由机械能守恒定律得m2gL= m2v2式中g是重力加速度的大小.设球a的质量为m1,在两球碰后的瞬间,两球共同速度为v',以向左为正.由动量守恒定律得m2v=(m1+m2)v'12名师诊断专案突破对点集训决胜高考设两球共同向左运动到最高处时,细线与竖直方向的夹角为θ,由机械能守恒定律得 (m1+m2)v'2=(m1+m2)gL(1-cosθ)联立上式得 = -1代入题给数据得 = -1.(2)两球在碰撞过程中的机械能损失是Q=m2gL-(m1+m2)gL(1-cosθ)则Q与碰前球b的最大动能Ek(Ek= m2v2)之比为 =1- (1-cosθ)1212mm11cos12mm212kQE122mmm联立上式,并代入题给数据得 =1- .【答案】(1) -1(2)1- kQE22222名师诊断专案突破对点集训决胜高考 【思维导图】名师诊断专案突破对点集训决胜高考 【高效整合】动量和能量问题涉及的内容是力和运动规律的延伸和拓展,是动力学内容的继续和深化,主要知识点有:动量、冲量、功和机械能等四个重要概念,主要规律有:动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律四大规律.同时又是处理物理问题的三把“金钥匙”(力的观点、能量观点、动量观点)的最完美结合,是中学物理思想方法的最佳体现.名师诊断专案突破对点集训决胜高考本专题以两个定理(动能定理、动量定理)、两个定律(机械能守恒定律、动量守恒定律)为核心,以力对物体做功、力的冲量为重点,从能量和动量两个角度研究力学问题.一、掌握动能定理与机械能守恒定律1.动能定理:合力所做的功等于物体动能的变化,即W= - .动能定理的研究对象是单一物体,或是可以看成单一物体的物体系.它既适用于物体的直线运动,又适用于物体的曲线运动;既适用于恒k2Ek1E名师诊断专案突破对点集训决胜高考力做功,又适用于变力做功;既可以同时作用,又可以分段作用;既可以分段考虑,又可以把全过程作为一个整体来处理.2.机械能守恒定律:在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下,物体的动能和势能相互转化,但总机械能守恒.具体表达式为 + = + (单个物体)、ΔEp=-ΔEk(单个物体)或者ΔEA=-ΔEB(由A、B组成的系统).判断机械能是否守恒可用下列两种方法.(1)用做功来判断:若只有重力(或弹力)做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒.(2)用能量转化来判断:若物体系中只有动能和势能(重力势能或弹性势能)的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则机械能守恒.k1Ep1Ek2Ep2E名师诊断专案突破对点集训决胜高考二、掌握动量定理与动量守恒定律1.动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量,即Ft=mv2-mv1.动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.它不仅适用于恒力,而且适用于变力;不仅适用于短时间受力作用的物体,而且适用于长时间受力作用的物体.动量定理的数学表达式是矢量方程,即表示动量变化的方向与冲量的方向相同.由动量定理得:F= ,表明物体所受的合外力等于物体动量的变化率,这是牛顿第二定