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自强不息追求卓越1高考专题:动力学“三大观点”自强不息追求卓越2动力学“三大观点”解题基本观点基本规律解题优势动力学观点牛顿运动定律运动学公式1.研究瞬时作用分析运动过程2.研究匀变速直线运动3.研究平抛、圆周运动4.求解加速度、时间能量观点动能定理机械能守恒定律能量守恒定律1.只涉及运动始末状态2.研究曲线运动3.研究多个运动过程4.求解功、能、位移、速度动量观点动量定理动量守恒定律1.只涉及运动始末状态2.研究相互作用系统的运动3.求解动量、冲量、速度自强不息追求卓越3专题复习:动量的综合应用自强不息追求卓越4类型一、应用动量定理求解平均力1.汽车碰撞测试对于促进汽车厂商提高车辆的安全性功不可没.某次汽车碰撞测试中,一质量为m的汽车启动达到测试速度后,匀速直线行驶时间t1后与固定障碍物发生正面碰撞(未反弹),从汽车与障碍物接触到停下经历的时间为t2.若汽车在时间t1内通过的距离为x,则碰撞过程中障碍物对汽车的平均作用力大小为()A.mxt1t2B.mxt2t1C.mxt1t2D.mx2t1t2自强不息追求卓越5解析已知汽车在时间t1内匀速通过的距离为x,则汽车碰撞前的速度:v=xt1,以初速度方向为正,根据动量定理可知,Ft2=0-mv,联立解得:F=-mxt1t2,负号表示作用力的方向与初速度方向相反,故C项正确,A、B、D三项错误.故选C项.自强不息追求卓越62、应用动量定理求解流体问题2.“水上飞人表演”是近几年来观赏性较高的水上表演项目之一,其原理是利用脚上喷水装置产生的反冲动力,使表演者在水面之上腾空而起.同时能在空中完成各种特技动作,如图甲所示.为简化问题,将表演者和装备与竖直软水管看成分离的两部分.如图乙所示.已知表演者及空中装备的总质量为M,竖直软水管的横截面积为S,水的密度为ρ,重力加速度为g.若水流竖直向上喷出,与表演者接触后能以原速率反向弹回,要保持表演者在空中静止,软水管的出水速度至少为()A.2MgρSB.MgρSC.Mg2ρSD.Mg4ρS自强不息追求卓越7解析设出水的速度大小为v,在极短时间t内,出水质量为m=ρSvt,速度由竖直向上的v变为竖直向下的v,表演者静止在空中,根据平衡条件可知,水的作用力大小为Mg,根据牛顿第三定律可知,装备对水的作用力大小也为Mg,取向下为正方向,对于时间t的水,根据动量定理可知,Mgt=mv-(-mv)=ρSv2t-(-ρSv2t),解得出水速度v=Mg2ρS,故C项正确,A、B、D三项错误.故选C项.自强不息追求卓越83、应用动量定理求解多过程问题3.(多选)(2020·湖北模拟)一质量为m的物体静止在光滑水平面上,现对其施加两个水平作用力,两个力随时间变化的图象如图所示,由图象可知在t2时刻物体的()A.加速度大小为F1-F0mB.速度大小为(F1-F0)(t2-t1)mC.动量大小为(F1-F0)(t2-t1)2mD.动能大小为(F1-F0)2(t2-t1)28m自强不息追求卓越9解析由图象可知在t2时刻物体的加速度由牛顿第二定律可得a=F1-F0m,故A项正确;由图象可知在0~t1时间段内两个力等大反向,物体静止,在t1时刻后物体开始运动,由动量定理和图象面积可得(F1-F0)(t2-t1)2=mv=p,解得v=(F1-F0)(t2-t1)2m,故B项错误,C项错误;因为Ek=12mv2,p=mv,联立可得动量和动能的关系Ek=p22m所以有Ek=(F1-F0)2(t2-t1)28m,故D项正确.故选A、D两项.自强不息追求卓越104、动量定理在电磁感应中的应用在电磁感应中用动量定理时,通常将下面两式结合应用:BLI·Δt=Δmvq=IΔt=nΔΦR以电荷量q作为桥梁建立物理量间的关系.自强不息追求卓越114.如图所示,宽为L的平行光滑金属导轨MN和PQ由圆弧部分和水平部分平滑连接,右端接阻值为R的定值电阻,水平轨道的左边部分矩形区域内有竖直向上、大小为B的匀强磁场.在圆弧部分的某一高度h处由静止释放一根金属棒,金属棒到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒质量为m,电阻为R2,与导轨始终垂直接触良好.导轨电阻不计,重力加速度为g.则在整个运动过程中()A.通过电阻的最大电流大小为2BL2gh3RB.金属棒两端的最大电压为BL2ghC.磁场区域长度d=3mR2gh2B2L2D.右端电阻R产生的焦耳热为mgh自强不息追求卓越12类型二、动量守恒定律的应用1.动量守恒定律一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.2.动量守恒的条件(1)系统不受外力或者所受外力之和为零;(2)系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;(3)系统在某一个方向上所受的外力之和为零,则该方向上动量守恒;(4)全过程的某一阶段系统受的外力之和为零,则该阶段系统动量守恒.自强不息追求卓越131、判定系统动量是否守恒1.(多选)(2020·河南模拟)如图所示,A、B两物体的质量mAmB,中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧,放在平板小车C上后,A、B、C均处于静止状态,若地面光滑,则在细绳被剪断后,A、B尚未从C上滑离之前,A、B在C上沿相反方向滑动过程中()A.若A、B与C之间的摩擦力大小相同,则A、B组成的系统动量守恒,A、B、C组成的系统动量也守恒B.若A、B与C之间的摩擦力大小相同,则A、B组成的系统动量不守恒,但A、B、C组成的系统动量守恒C.若A、B与C之间的摩擦力大小不相同,则A、B组成的系统动量不守恒,A、B、C组成的系统动量也不守恒D.若A、B与C之间的摩擦力大小不相同,则A、B组成的系统动量不守恒,但A、B、C组成的系统动量守恒AD自强不息追求卓越142.(2020·泸州二模)如图所示,装有弹簧发射器的小车放在水平地面上,现将弹簧压缩锁定后放入小球,再解锁将小球从静止斜向上弹射出去,不计空气阻力和一切摩擦.从静止弹射到小球落地前的过程中,下列判断正确的是()A.小球的机械能守恒,动量守恒B.小球的机械能守恒,动量不守恒C.小球、弹簧和小车组成的系统机械能守恒,动量守恒D.小球、弹簧和小车组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒D自强不息追求卓越152、动量守恒定律的基本应用3.(2020·课标全国Ⅲ)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示.已知甲的质量为1kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为()A.3JB.4JC.5JD.6JA自强不息追求卓越164.(2020·江苏)一只质量为1.4kg的乌贼吸入0.1kg的水,静止在水中.遇到危险时,它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出,以2m/s的速度向前逃窜.求该乌贼喷出的水的速度大小.自强不息追求卓越17题型:多个物体多次作用的动量守恒问题5.(多选)(2020·课标全国Ⅱ)水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0kg的静止物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板弹性碰撞.总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0m/s,反弹的物块不能再追上运动员.不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为()A.48kgB.53kgC.58kgD.63kgBC自强不息追求卓越186.(多选)(2020·大同模拟)如图所示,一块足够长的木板,放在光滑水平面上,在木板上自左向右放有序号是1、2、3、…、n的木块,所有木块的质量均为m,与木块间的动摩擦因数都相同.开始时,木板静止不动,第1、2、3、…、n号木块的初速度分别为v0、2v0、3v0、…、nv0,v0方向向右,木板的质量与所有木块的总质量相等,最终所有木块与木板以共同速度匀速运动,则()A.所有木块与木板一起匀速运动的速度为n+14v0B.所有木块与木板一起匀速运动的速度为n+12v0C.若n=9,则第8号木块在整个运动过程中的最小速度为229v0D.若n=9,则第8号木块在整个运动过程中的最小速度为3516v0AC自强不息追求卓越19类型三、“人船模型”问题“人船模型”的特点相互作用的物体原来都静止,且满足动量守恒:m1v1-m2v2=0m1v1t=m2v2t即m1s1=m2s2与s1+s2=L联立解得:s1=m2m1+m2L,s2=m1m1+m2L.自强不息追求卓越201.(2020·四川模拟)某同学想用气垫导轨模拟“人船模型”.该同学到实验室里,将一质量为M、长为L的滑块置于水平气垫导轨上(不计摩擦)并接通电源.该同学又找来一个质量为m的蜗牛置于滑块的一端,在食物的诱惑下,蜗牛从该端移动到另一端.下面说法正确的是()A.只有蜗牛运动,滑块不运动B.滑块运动的距离是MM+mLC.蜗牛运动的位移大小是滑块的mM倍D.滑块与蜗牛运动的距离之和为LD自强不息追求卓越212.(2020·潍坊一模)光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面A,斜面质量为M,底边长为L,如图所示.将一质量为m的可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端.此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN,则下列说法中正确的是()A.FN=mgcosαB.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcosαC.滑块到达斜面底端时的动能为mgLtanαD.此过程中斜面向左滑动的距离为mM+mLD自强不息追求卓越223.(2020·银川模拟)长为l的轻绳,一端用质量为m的圆环套在水平光滑的横杆上,另一端连接一质量为2m的小球.开始时,将小球移至横杆处(轻绳处于水平伸直状态,见图),然后轻轻放手,当绳子与横杆成直角时,小球速度沿水平方向的大小是v,此过程圆环的位移是x,则()A.v=2gl3,x=23lB.v=gl3,x=23lC.v=gl,x=0D.v=2gl3,x=13lA自强不息追求卓越23类型四碰撞问题1.碰撞类型弹性碰撞动量守恒机械能守恒非弹性碰撞动量守恒机械能损失完全非弹性碰撞(碰后结为一体)动量守恒机械能损失最多自强不息追求卓越242.碰撞遵循的三条原则(1)动量守恒定律.(2)动能不增加:Ek1+Ek2≥E′k1+E′k2p122m1+p222m2≥p′122m1+p′222m2(3)速度要合理:同向碰撞:碰撞前后面的物体速度大;碰撞后前面的物体速度大(或相等).相向碰撞:碰后两物体的运动方向不可能都不改变.自强不息追求卓越253.弹性碰撞规律在“一动一静”模型中,质量为m1,速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生弹性正碰,则有:m1v1=m1v1′+m2v2′①12m1v12=12m1v1′2+12m2v2′2②由①②得v1′=(m1-m2)v1m1+m2v2′=2m1v1m1+m2结论:(1)当m1=m2时,v1′=0,v2′=v2,碰撞后交换速度.(2)当m1m2时,v1′0,v2′0,碰撞后两球都向前运动.(3)当m1m2时,v1′0,v2′0,碰撞后质量小的球被反弹回来.自强不息追求卓越261、弹性碰撞1.质量为km(k>1)的B球静止在水平面上,质量为m的A球以一定的初速度与B球发生弹性正碰,则A、B两球在碰撞后的速率之比为()A.k-1k+1B.k+1k-1C.2k-1D.k-12D自强不息追求卓越272、弹性碰撞模型拓展3.(多选)(2020·海淀区模拟)质量为M的小车静止于光滑的水平面上,小车的上表面和14圆弧的轨道均光滑.如图所示,一个质量为m的小球以速度v0水平冲向小车,当小球返回左端脱离小车时,下列说法中正确的是()A.小球一定沿水平方向向左做平抛运动B.小球可能沿水平方向向左做平抛运动C.小球可能沿水平方向向右做平抛运动D.小球可能做自由落体运动BCD自强不息追求卓越283、完全非弹性碰撞4.(2020·北京模拟)如图所示,光滑水平面上有A、B两物块,已知A物块的质量mA=2kg,以一定的初速度向右运动,与静止的物块B发生碰撞并
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