（新課標卷）河北省廊坊市2013年高考物理押題猜想 動量和能量

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1、廊坊2013年高考押題猜想 動量和能量 一、大綱解讀 二、重點剖析 1．獨立理清兩條線：一是力的時間積累——沖量——動量定理——動量守恒；二是力的空間移位積累——功——動能定理——機械能守恒——能的轉化與守恒．把握這兩條主線的結合部：系統(tǒng)。即兩個或兩個以上物體組成相互作用的物體系統(tǒng)。動量和能量的綜合問題通常是以物體系統(tǒng)為研究對象的，這是因為動量守恒定律只對相互作用的系統(tǒng)才具有意義。 2．解題時要抓特征扣條件，認真分析研究對象的過程特征，若只有重力、系統(tǒng)內彈力做功就看是否要應用機械能守恒定律；若涉及其他力做功，要考慮能否應用動能定理或能的轉化關系建立方程；若過程滿足合外力為零，

2、或者內力遠大于外力，判斷是否要應用動量守恒；若合外力不為零，或沖量涉及瞬時作用狀態(tài)，則應該考慮應用動量定理還是牛頓定律． 3．應注意分析過程的轉折點，如運動規(guī)律中的碰撞、爆炸等相互作用，它是不同物理過程的交匯點，也是物理量的聯(lián)系點，一般涉及能量變化過程，例如碰撞中動能可能不變，也可能有動能損失，而爆炸時系統(tǒng)動能會增加． 三、考點透視 例1 A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線運動，A球動量為pA=5kg·m/s，B球動量為pB=7kg·m/s，當A球追上B球時發(fā)生碰撞，則碰后A、B兩球的動量可能是：（ ） A．pA=6kg·m/s、pB=6kg·m/s 　　　　B．pA=3kg·

3、m/s、pB=9kg·m/s C．pA=-2kg·m/s、pB=14kg·m/s　　　 D．pA=5kg·m/s、pB=17kg·m/s 點撥：判斷的優(yōu)先順序為：動量守恒→速度情景→動能關系，動量守恒最容易判斷，其次是速度情景，動能關系要通過計算才能作結論，簡捷方法是先比較質量關系，再比較動量的平方，如果兩物體質量相等，則可直接比較碰撞前后動量的平方和。 考點2、爆炸和反沖　 ⑴爆炸時內力遠大于外力，系統(tǒng)動量守恒； ⑵由于有其它形式的能轉化為動能（機械能），系統(tǒng)動能增大。 答案：BD 點撥：注意提取有效解題信息，把握關鍵字句，如“置于箭首的衛(wèi)星”、“星箭分離后瞬間火箭仍沿原方向飛

4、行”等，結合爆炸特點和物理情景判斷解題。 考點3、兩個定理的結合 例3：如圖所示，質量m1為4kg的木板A放在水平面C上，木板與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.24，木板右端放著質量m2為1.0kg的小物塊B(視為質點)，它們均處于靜止狀態(tài).木板突然受到水平向右的的瞬時沖量I作用開始運動，當小物塊滑離木板時，木板的動能為8.0J，小物塊的動能為0.50J，重力加速度取10m/s2,求： （1）瞬時沖量作用結束時木板的速度V0. （2）木板的長度L 點撥：涉及動量定理和動能定理綜合應用的問題時，要注意分別從合力對時間、合力對位移的累積作用效果兩個方面分析物體動量和動能的變化，同時應注意動量

5、和動能兩個量之間的關系. 考點4、碰撞與圓周運動、平拋運動的結合 例4、有兩個完全相同的小滑塊A和B，A沿光滑水平面以速度v0與靜止在平面邊緣O點的B發(fā)生正碰，碰撞中無機械能損失。碰后B運動的軌跡為OD曲線，如圖所示。（1）已知滑塊質量為m,碰撞時間為，求碰撞過程中A對B平均沖力的大小。（2）為了研究物體從光滑拋物線軌道頂端無初速下滑的運動，特制做一個與B平拋軌道完全相同的光滑軌道，并將該軌道固定在與OD曲線重合的位置，讓A沿該軌道無初速下滑（經(jīng)分析，A下滑過程中不會脫離軌道）。 a.分析A沿軌道下滑到任意一點的動量pA與B平拋經(jīng)過該點的動量pB的大小關系; b.在OD曲線上有一

6、M點，O和M兩點連線與豎直方向的夾角為45°。求A通過M點時的水平分速度和豎直分速度。 因為A、B的運動軌跡均為OD曲線，故在任意一點，兩者速度方向相同。設B水平和豎直分速度大小分別為和，速率為vB；A水平和豎直分速度大小分別為和，速率為vA,則: B做平拋運動，故 對A由機械能守恒得vA= 由由以上三式得 將代入得：[ 點撥：碰撞過程中的動量與能量關系，碰撞后與平拋運動的規(guī)律相結合是近幾年高考的熱點，復習時應加強這方面的訓練。 反思：子彈打木塊模型是一個典型的物

7、理模型，系統(tǒng)通過一對內力做負功，把“子彈”的部分動能轉化為其他形式的能量，是高考的熱點，復習時要重視。 例2、如圖5-5所示，質量為的天車靜止在光滑軌道上，下面用長為的細線懸掛著質量為的沙箱，一顆質量為的子彈，以的水平速度射入沙箱，并留在其中，在以后運動過程中，求：沙箱上升的最大高度。 熱點2、人船模型　 例3、如圖5-6所示浮動起重機從岸上吊起m=2t的重物。開始時浮吊起重桿OA與豎直方向成60°角，當轉至桿與豎直方向成30°角時，求起重機的水平方向的位移。設浮吊質量為20t，起重桿長l=8m，水的阻力與桿重均不計。 解析：浮吊與重物組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，動量守恒且初總動量

8、為零，為一人船模型，則： 解得x=0.266m，即起重機的水平向左的位移為0.266m。 熱點3“帶彈簧的木板與滑塊”模型 例4、如圖5-7所示，坡道頂端距水平面高度為h，質量為m1的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進入水平面上的滑道時無機械能損失，為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端與質量為m2的檔板相連，彈簧處于原長時，B恰好位于滑道的末端O點。A與B碰撞時間極短，碰撞后結合在一起共同壓縮彈簧。已知在OM段A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，其余各處的摩擦不計，重力加速度為g，求 ?。?）物塊A在檔板B碰撞瞬間的速度v的大??； ?。?）彈簧最大壓縮時為

9、d時的彈性勢能EP（設彈簧處于原長時彈性勢能為零）。 反思： “帶彈簧的木板與滑塊”模型，分為三個過程：A物體下滑過程，遵循機械能守恒或動能定理求解；A物體碰撞B物體過程，由于內力遠大于外力，遵循動量守恒定律；A、B整體壓縮彈簧的過程，又遵循能量守恒定律（摩擦力做功，機械能不守恒），分清物理過程，正確應用物理規(guī)律建立方程，是解決這類問題的關鍵。 五、能力突破 即m1≥m2，這與已知條件中m1＜m2不符?？梢娫谝院蟮倪\動中不可能出現(xiàn)滑塊B的速度為0的情況。 反思：“假設法”是科學探索常用的方法之一，其特點是：先對某個結論提出可能的假設，再利用已知的規(guī)律知識對該假設進行剖析，其

10、結論若符合題意的要求，則原假設成立。 剛結束時相同；當n為偶數(shù)時，小球A、B在第n次碰撞剛結束時的速度分別與第二次碰撞剛結束時相同 反思：（1）碰撞中無能量損失意味著整個過程中機械能守恒。（2）求軌道壓力肯定要用到牛頓第二定律。（3）在做這種題目時需要先確定研究的是哪個過程，那個狀態(tài)。 代入數(shù)據(jù)得 反思：合理選擇不同階段的研究對象，準確分析碰撞前后各研究對象的受力情況及各力的做功情況，應用功能原理將碰撞前后的速度與已知條件聯(lián)系，再結合碰撞過程的動量與能量關系，是解答本題的關鍵。 （1）由于線框勻速進入磁

11、場，則合力為零，有，解得 （2）設線框離開磁場能上升的高度為h,則從剛離開磁場到剛落回磁場的過程中　 六、規(guī)律整合 計算結果如果是正的，說明該量的方向和正方向相同；如果是負的，則說明和選定的正方向相反。 七、高考預測 動量和能量綜合問題涉及的內容是力和運動規(guī)律的延伸，是動力學內容的繼續(xù)和深化，又由于動量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍適用的基本規(guī)律，故本專題是高中物理學習的重點，也是高考考查的熱點之一。要求考生在復習備考中對本專題內容要特別關注，加強對概念、規(guī)律的理解和掌握，培養(yǎng)和提高綜合應用動量與能量的觀點處理問題的能力?？v觀近幾年高考，動量、能量知識年年必考，并常以壓

12、軸題的形式出現(xiàn)，預測也是2010年高考的熱點和命題點。 ２．美國著名的網(wǎng)球運動員羅迪克的發(fā)球速度時速最快可達60m/s，這也是最新的網(wǎng)球發(fā)球時速的世界記錄，可以看作羅迪克發(fā)球時使質量約為60g的網(wǎng)球從靜止開始經(jīng)0.02s后速度增加到60m/s，則在上述過程中，網(wǎng)球拍對網(wǎng)球的作用力大小約為（ ） A.180N　　　B.90N　　　　　　C.360N　　　　D.1800N ４．質量為1.0kg的小球從高20m處自由下落(空氣阻力不計，g取10m/s2)到軟墊上，反彈后上升最大高度為5.0m，小球與軟墊接觸的時間為1.0s，在接觸時間內小球受到軟墊的平均作用力為（　　　?。? A.30N

13、　　　B.40N　　　　　　C.60N　　　　D.80N ５．質量為m的質點，在水平面內以速度v做半徑為R的勻速圓周運動．如圖2所示，質點從位置A開始經(jīng)半個周期到位置B的過程中，所受的合外力的沖量是（ ） A. 0　　　B.　 mv　　　　　C. 2mv　　　　D. ７．在粗糙的水平面商運動的物體，從a點開始受到一個水平恒力F的作用沿直線運動到b點，已知物體在b點的速度與在a點的速度大小相等，則從a點到b點（ ） A.物體一定做勻速運動 B.恒力F的方向始終與摩擦力的方向相反 C.恒力F與摩擦力對物體的總沖量一定為零 D.恒力F與摩擦力對物體所做的總功量一定為零

14、 ９．如圖3所示，斜面上除了AB段粗糙外，其余部分均是光滑的，小物體與AB段的動摩擦因數(shù)處處相等，今使該物體從斜面的頂端由靜止開始下滑，經(jīng)過A點時的速度與經(jīng)過C點時的速度相等，已知AB＝BC，則下列說法正確的是（ ） A.物體在AB段與BC段 的加速度大小相等 B.物體在AB段與BC段的運動時間相等 C.重力在這兩段中所做的功相等 D.物體在AB段與BC段的動量變化相等 二、填空題（共2小題，共26分，把答案填在題中的橫線上） 11. 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50 HZ，當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m／s2，測得所用重物的質量為1.00kg

15、。甲、乙、丙三學生分別用同一裝置打出三條12. 如圖5所示氣墊是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在軌道上，滑塊在軌道上的運動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板Ｃ和Ｄ的氣墊軌道以及滑塊Ａ和Ｂ來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下： ａ.調整氣墊軌道，使導軌處于水平； b.在Ａ和Ｂ間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上； ｃ.按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊Ａ、Ｂ運動時間的計數(shù)器開始工作，當Ａ、Ｂ滑塊分別碰撞Ｃ、Ｄ擋板時停止計時，記下滑塊Ａ、Ｂ分別到達擋板Ｃ、Ｄ的運動時間和； ｄ

16、.用刻度尺測出滑塊Ａ的左端至Ｃ擋板的距離、滑塊Ｂ的右端到Ｄ擋板的距離。 （１）試驗中還應測量的物理量是　　　　??； （２）利用上述過程測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是　　　　??； （３）利用上述實驗數(shù)據(jù)導出的被壓縮彈簧的彈性勢能的表達式是 . 三、計算題（共6小題，共92分，解答下列各題時，應寫出必要的文字說明、表達式和重要步驟。只寫最后答案的不得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。） 14.美國通共汽車公司推出的“氨氣１型”汽車是一種使用燃料電池驅動的電動汽車，它利用的是氫氣和氧氣直接反應，其生成物只有水，因此對環(huán)境沒有污染，該車質量為1.5ｔ

17、，額定輸出機械功率為60ｋｗ，當它以額定功率行駛時的最高速度為120ｋｍ／ｈ.求： （１）該汽車以上述最高速度行駛時所受的阻力是車所受重力的多少倍？ （２）若行駛中汽車所受重力與速度大小無關，該車行駛時輸出機械功率保持額定功率不變，當速度增大到60ｋｍ／ｈ時瞬時加速度是多少？ 17．炮豎直向上發(fā)射炮彈.炮彈的質量為M=6.0 kg（內含炸藥的質量可以忽略不計），射 參考答案 12．（１）用天平分別測出滑塊Ａ、Ｂ的質量、 　　?。ǎ玻? 　　　（３） 由能量守恒知 14．解：（１）汽車以正常情況下的最高速度行駛時　的功率是額定功率 這時汽車做的勻速運動，牽引力和阻力大小相等，即Ｆ＝Ｆ１ 設阻力是重力的ｋ倍，Ｆ１＝ｋｍｇ 代入數(shù)據(jù)得ｋ＝0.12 （２）設汽車以額定功率行駛速度為時的牽引力為，則， 而阻力大小仍為由代入數(shù)據(jù)可得ａ＝1.2。 16．解：設Ａ、Ｂ系統(tǒng)滑到圓軌道最低點時鎖定為，解除彈簧鎖定后Ａ、Ｂ的速度分別為，Ｂ到軌道最高點的速度為Ｖ，則有 解得： 解以上各式得 Ek=＝6.0×104 J