2022年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 考前知識(shí)回扣 考前第7天 能量和動(dòng)量

2022年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 考前知識(shí)回扣 考前第7天 能量和動(dòng)量1功的定義式WFlcos(是F與位移l方向的夾角)，這種方法只適用于恒力做功當(dāng)0<時(shí)F做正功，當(dāng)時(shí)F不做功，當(dāng)<時(shí)F做負(fù)功2功率PFvcos(1)當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí)，對(duì)應(yīng)的P為瞬時(shí)功率(2)當(dāng)v為平均速度時(shí)，對(duì)應(yīng)的P為平均功率3機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題中的注意點(diǎn)(1)全程最大速度的臨界點(diǎn)為：F阻.(2)勻加速運(yùn)動(dòng)的最后點(diǎn)為F阻ma；此時(shí)瞬時(shí)功率等于額定功率P額(3)在勻加速過(guò)程中的某點(diǎn)有：F阻ma.(4)在變加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某點(diǎn)有F阻ma2.4動(dòng)能定理(1)定義：外力做功的代數(shù)和等于物體動(dòng)能的變化量(2)表達(dá)式：W合Ek2Ek1.(3)適用范圍：?jiǎn)蝹€(gè)物體，單一過(guò)程或多個(gè)過(guò)程，直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)5機(jī)械能守恒定律(1)成立條件：系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，其他任何內(nèi)力、外力都不做功或做功的代數(shù)和為零物體間只有動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)化成其他形式的能(如沒(méi)有內(nèi)能產(chǎn)生)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒(2)表達(dá)式Ek1Ep1Ek2Ep2EkEp.EA增EB減6幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系做功能量變化功能關(guān)系重力做功重力勢(shì)能變化EpWGEp彈力做功彈性勢(shì)能變化EpWFEp合外力做功W合動(dòng)能變化EkW合Ek除重力和彈力之外其他力做功W其機(jī)械能變化EW其E系統(tǒng)內(nèi)滑動(dòng)摩擦力與介質(zhì)阻力做功Ffs相對(duì)系統(tǒng)內(nèi)能變化E內(nèi)Ffs相對(duì)E內(nèi)電場(chǎng)力做功WABqUAB電勢(shì)能變化EpWABEp電流做功WUIt電能變化EWE7.動(dòng)量定理(1)內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的沖量，這個(gè)關(guān)系叫做動(dòng)量定理(2)表達(dá)式：F·tmv2mv1p.動(dòng)量定理不僅適用于恒力作用的過(guò)程，也適用于隨時(shí)間變化的變力作用的過(guò)程對(duì)于變力作用的過(guò)程，動(dòng)量定理中的F可以理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值(3)根據(jù)Fma得Fmam，即F，這是牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式8動(dòng)量守恒定律(1)內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變(2)三種常見(jiàn)表達(dá)式pp(系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p)實(shí)際應(yīng)用時(shí)的三種常見(jiàn)形式：am1v1m2v2m1v1m2v2(適用于作用前后都運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng))b0m1v1m2v2(適用于原來(lái)靜止的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，比如爆炸、反沖等)cm1v1m2v2(m1m2)v(適用于兩物體作用后結(jié)合為一體或具有相同速度的情況，如完全非彈性碰撞)p0(系統(tǒng)總動(dòng)量不變)p1p2(相互作用的兩物體組成的系統(tǒng)，兩物體動(dòng)量的變化量大小相等、方向相反)(3)動(dòng)量守恒的條件理想守恒：系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力之和為零，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒分方向守恒：系統(tǒng)在某一方向上不受外力，或外力之和為零，則系統(tǒng)在這一方向上的動(dòng)量變化量為零，系統(tǒng)在這一方向上動(dòng)量守恒近似守恒：系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力或者系統(tǒng)在某一方向上的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，則系統(tǒng)的外力或系統(tǒng)在某一方向上的外力可以忽略不計(jì)，系統(tǒng)或系統(tǒng)在某一方向上的動(dòng)量近似守恒回顧方法1求變力做功的常用方法(1)將變力轉(zhuǎn)化為恒力以恒代變法通過(guò)關(guān)聯(lián)點(diǎn)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功；化曲為直法可將方向變化大小不變的變力轉(zhuǎn)化為恒力來(lái)求所做的功；平均力法若力F隨位移l線性變化，可用平均力將變力轉(zhuǎn)化為恒力(2)圖象法：作出變力F隨位移l變化的圖線，圖線與位移軸所圍的面積即變力所做的功(3)當(dāng)某力做功的功率P一定時(shí)，該力在時(shí)間t內(nèi)做的功可由WPt計(jì)算(4)根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系，通過(guò)求能量的變化來(lái)求變力所做的功2解決機(jī)械能守恒綜合題目的一般方法(1)對(duì)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，分析每一運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(2)對(duì)物體進(jìn)行每一過(guò)程中的受力分析，確定有哪些力做功，有哪些力不做功，哪一過(guò)程中滿(mǎn)足機(jī)械能守恒定律的條件(3)分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律及有關(guān)的力學(xué)規(guī)律列方程求解3分析小球碰撞是否合理的三種方法(1)動(dòng)量守恒，即p1p2p1p2(2)動(dòng)能不增加，即Ek1Ek2Ek1Ek2或m1vm2vm1v12m2v22(3)速度要符合物理情景碰前兩物體同向，則應(yīng)用v后>v前，碰后，原來(lái)在前的物體速度一定增大，且v前v后；兩物體相向運(yùn)動(dòng)，碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變回顧易錯(cuò)點(diǎn)1區(qū)分一對(duì)靜摩擦力與一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功2區(qū)分平均功率與瞬時(shí)功率3區(qū)分在機(jī)車(chē)啟動(dòng)類(lèi)問(wèn)題中“勻加速最后時(shí)刻的速度”與“所能達(dá)到的最大速度”4區(qū)分機(jī)械能守恒條件中“只有重力做功”和“只受重力作用”5區(qū)分動(dòng)量守恒條件與機(jī)械能守恒條件6區(qū)分動(dòng)量定理與動(dòng)能定理7區(qū)分彈性碰撞與非彈性碰撞保溫精練1(多選)如圖所示，質(zhì)量為2m的物體B靜止在光滑的水平面上，物體B的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，質(zhì)量為m的物體A以速度v向物體B運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生作用，從物體A接觸彈簧開(kāi)始到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，物體A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)以初速度v方向?yàn)檎?，則()A此過(guò)程中彈簧對(duì)物體B的沖量大小大于彈簧對(duì)物體A的沖量大小B彈簧的最大彈性勢(shì)能為mv2C此過(guò)程彈簧對(duì)物體B的沖量為mvD物體A離開(kāi)彈簧后的速度為v解析此過(guò)程中彈簧對(duì)物體B的作用力和彈簧對(duì)物體A的作用力是一對(duì)作用力和反作用力，大小相等，作用時(shí)間相同，根據(jù)沖量的定義可知，此過(guò)程中彈簧對(duì)物體B的沖量大小等于彈簧對(duì)物體A的沖量大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)兩物體速度相等時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能最大，由動(dòng)量守恒定律得mv(m2m)v，解得v，由能量守恒定律得，彈簧的最大彈性勢(shì)能Epmv2(m2m)v2mv2，選項(xiàng)B正確；設(shè)物體A離開(kāi)彈簧時(shí)速度為v1，物體B速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得，mvmv12mv2，由能量守恒定律得，mv2mv·2mv，聯(lián)立解得v1v，v2v.在物體A離開(kāi)彈簧時(shí)，由動(dòng)量定理得，此過(guò)程中彈簧對(duì)B的沖量等于物體B動(dòng)量的變化，即I2mv2mv，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確答案BD2.甲、乙兩物體用細(xì)線相連，跨過(guò)兩光滑滑輪按如圖所示方式連接，滑輪上方放置一豎直的光滑半圓形軌道，甲物體與地面接觸，乙物體緊挨滑輪位置，兩滑輪到地面距離與半圓軌道直徑相等，且與圓心在同一水平線上若兩滑輪與甲、乙物體均視為質(zhì)點(diǎn)，且兩滑輪之間距離可視為與半圓軌道直徑相等，現(xiàn)將乙由靜止開(kāi)始釋放，甲物體向上運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道后，恰好能沿半圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，則甲、乙兩物體質(zhì)量之比為()A17 B16C15 D14解析設(shè)甲、乙兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，軌道半徑為R，當(dāng)乙下落到地面、甲運(yùn)動(dòng)到半圓軌道下端時(shí)，由題意知，對(duì)系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律可得2m2gR2m1gR(m2m1)v2，甲球恰好能做圓周運(yùn)動(dòng)，則甲球在圓軌道最高點(diǎn)時(shí)必有m1g，甲由軌道下端運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過(guò)程中由機(jī)械能守恒定律可得：m1v2m1gRm1v，聯(lián)立以上各式可得：m27m1，則A正確答案A3(2018·衡水中學(xué)六調(diào))有一條捕魚(yú)小船?？吭诤叴a頭，小船又窄又長(zhǎng)，一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略地測(cè)定它的質(zhì)量，他進(jìn)行了如下操作：首先將船平行碼頭自由停泊，然后他輕輕從船尾上船，走到船頭后停下，而后輕輕下船，用卷尺測(cè)出船后退的距離為d，然后用卷尺測(cè)出船長(zhǎng)為L(zhǎng).已知他自身的質(zhì)量為m，則小船的質(zhì)量m0為()A. B.C. D.解析人在小船上移動(dòng)，人和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒根據(jù)動(dòng)量守恒定律有，解得m0，B正確答案B4(2018·河北六校聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量m13 kg、速度v12 m/s的小球A與質(zhì)量m21 kg、速度v24 m/s的小球B發(fā)生正碰，以下情況表示完全彈性碰撞的是(v1、v2分別對(duì)應(yīng)碰后小球A、B的速度)()Av11 m/sv25 m/sBv12 m/sv28 m/sCv11 m/sv25 m/sDv1 m/sv24 m/s解析取v1的方向?yàn)檎较?，碰撞前總?dòng)量pm1v1m2v23×2 kg·m/s1×4 kg·m/s2 kg·m/s，碰撞前的總動(dòng)能Ekm1vm2v×3×22 J×1×42 J14 J.如果v11 m/s、v25 m/s，則碰撞后總動(dòng)量p1m1v1m2v22 kg·m/s，動(dòng)量守恒碰撞后的總動(dòng)能Ek1m1vm2v14 J，機(jī)械能守恒，所以發(fā)生完全彈性碰撞，故A正確如果v12 m/s、v28 m/s，則碰撞后總動(dòng)量p2m1v1m2v22 kg·m/s，動(dòng)量守恒碰撞后的總動(dòng)能Ek2m1vm2v38 J，機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤如果v11 m/s、v25 m/s，則碰撞后總動(dòng)量p3m1v1m2v22 kg·m/s，動(dòng)量不守恒，故C錯(cuò)誤如果v1 m/s、v24 m/s，則碰撞后總動(dòng)量p4m1v1m2v22 kg·m/s，動(dòng)量守恒碰撞后的總動(dòng)能Ek4m1vm2v8.7 J，機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤答案A