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2017年广东高考大纲:动量守恒定律考点解读

更新时间:2024-02-23 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

2、选择合适的研究对象,确定体系,进行现状分析。 由于现在的高考题量较少,需要对知识的广度和深度进行比较全面的考察,所以这个题目知识在一定的过程中一般会以短题的形式出现,分数不会超过6分。 然而,其结果会影响问题中其他过程的求解,通常对问题的解决起着关键作用。 这一部分涉及到的问题往往与牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律、能量转换与守恒定律等一起综合考察。这部分知识综合性很强,需要较高的物理思维能力。 一直是历年来高考的难点。 2、知识复习: 1、动量的概念: (1)定义:P=mv; (2)动量是矢量,其方向与速度方向相同; (3) 动量是一个状态量,并且是瞬时的。 2、动量守恒的条件: (1)充分必要条件:系统不受外力作用或总外力为零; (2) 近似Mi4物理好资源网(原物理ok网)

3、条件:虽然系统所受的外力不等于0,但系统的内力远大于外力。 此时,系统可近似视为动量守恒,如碰撞、爆炸、反冲运动等; (3)某一方向动量守恒:虽然系统所受的外力之和不为零,但系统某一方向所受的外力之和为零,则该方向的动量守恒。 3、动量不变定律: (1)内容:如果一个系统不受外力影响或外力为零,则系统的总动量保持不变; (2)适用范围:研究对象不是单一对象,而是两个或两个以上对象的系统。 它既适用于宏观低速情况,也适用于微观高速情况。 它是自然界最普遍的法则之一。 它是解决碰撞、爆炸、反冲以及更复杂的系统相互作用问题的基本定律。 4、动量守恒定律的表达式: (1) p=p/[含义:相互作用前系统的总动量p等于相互的动量。Mi4物理好资源网(原物理ok网)

4、作用后的总动量p(从守恒定律的角度表述)] (2) p =p/-p=0 【含义:系统总动量的增量等于零(从守恒定律的角度表述)的增量)] (3) 对于由两个相互作用的物体组成的系统: p1+p2=p1/ +p2/ 或 m1v1 +m2v2=m1v1/+m2v2/ 【含义: 前两个物体的动量矢量和相互作用等于相互作用后动量的矢量且】p1/-p1= -(p2/-p2) 或 p1= -p2 或 p1+p2=0 【含义:两个物体的动量变化相等大小方向相反] 5、弹性碰撞和非弹性碰撞: (1)弹性碰撞:碰撞前后系统没有机械能损失。 求解问题时,可列出动量守恒和动能守恒两个方程; (2)非弹性碰撞:碰撞前后系统都有机械能损失。 求解问题时,只需列出运动方程即可。Mi4物理好资源网(原物理ok网)

5、数量守恒方程。 6、碰撞过程遵循的规则应同时遵守三个原则(用于对结果进行理性讨论):系统动量守恒和系统动能不增加。 实际场景是可能的:碰撞前后两个物体的位置关系(没有交叉)和速度。 这种关系应该遵循客观实际。 例如,物体A追逐物体B并发生碰撞。 碰撞前,A 的速度必须大于 B 的速度。碰撞后,A 的速度必须小于或等于 B 的速度,或者 A 必须向相反方向移动。 7、应用动量守恒定律求解 问题的一般步骤: (1)确定研究对象(即系统); (2)分析系统中物体之间的相互作用,判断是否满足动量常数(一般碰撞、爆炸、反冲、外力为零时系统中物体之间相互作用的动量守恒); (3) 确定系统初态和终态动量的表达式; (4) 根据动量守恒定律建立并求解方程组; (五)对结果进行必要的讨论。Mi4物理好资源网(原物理ok网)

6. 3. 典型实例分析热点 1. 动量守恒定律在连体问题中的应用 实例1.(2011惠州三模第36题)如图所示,一块长木板B,其质量M=2kg 静止在光滑的水平面上。 ,在B的右侧放置一个垂直的固定挡板,B的右端距离挡板S有一个小物体A(可以看作一个粒子),质量为m=1kg。 它以初速度从B的左端水平向上滑动B。 A 和 B 之间的动摩擦系数已知。 A从未脱离B。在B与垂直挡板相撞之前,A和B相对静止。 B 与挡板碰撞的时间很短,碰撞后又以原来的速度反弹。 求: (1) B 与挡板碰撞时的速度 (2) S 的最短距离 (3) 在至少板B的长度L必须为(保留小数点后2位) 思想点:由于水平面是光滑的,所以A从B向上滑动的过程中相对静止,所以A和B组成的系统满足定律动量守恒; 在此过程中,A对B的滑动摩擦力Mi4物理好资源网(原物理ok网)

7. 摩擦力是恒定的力。 B 作匀加速直线运动。 可以用牛顿第二定律来求解B运动的位移。 A、B以相同速度与挡板碰撞后,系统动量逆转,A、B系统后续过程的动量仍满足动量守恒。 分析: (1) 假设B与挡板碰撞时的速度为,由动量守恒定律求得。 解方程并得到; (2) 当A、B速度完全相同时,B到挡板S的距离最短,由牛顿第二定律计算,B的加速度为,解为; (3) 当A向上滑动B直至B碰撞挡板时,A、B之间的相对位移为,根据动能定理,有,解为; B 与挡板碰撞后,A 和 B 最终一起向左移动,共同速度为 ,由动量守恒定律求得,解为 ,此时 A 和 B 的相对位移过程是 ,则有 ,解是 ,所以。 解题提示:本题主要考查动量定理、牛顿第二定律和动能定理的综合应用。 正确分析Mi4物理好资源网(原物理ok网)

8. 分析和分解物理过程是解方程的关键。 动量守恒定律、牛顿第二定律、动能定理是解决连体问题的三把利剑。 热点话题2.动量守恒定律在碰撞问题中的应用例2.(2012年广东六校联考)。 如图所示,两根圆形光滑细管在垂直平面内重叠,形成“8”字形通道,在“8”字形通道底部B连接一根内径相同的粗糙水平直管AB。 已知E距地面高度h=3.2m。 质量m=1kg的小球a以v0=12m/s的速度从A点向右运动,进入直管。 当到达B点时,形成“8”字形。 轨道向上移动。 当它到达D点时,轨道上恰好没有力。 它直接进入DE管(DE管是光滑的),与原来静止在E处的质量M=4kg的球b正面碰撞(都可以看到ab)。 作为粒子)。已知碰撞后球a的边缘Mi4物理好资源网(原物理ok网)

9、沿原路径返回,速度与碰撞前相同,球b从E点水平抛出,其水平范围s=0.8m。 (取g=10m/s2) (1) 求球b碰撞后的速度; (2)求“8”字形管上、下圆的半径r和R; (3)如果小球a在AB管内移动,当阻力一定时,请判断小球a返回BA管时能否通过A端。 思考:球a从A点移动到B点时,受到摩擦力的作用。 我们可以利用动能定理来建立一个方程。 从B点到D点,满足机械能守恒定律。 当E点与b球碰撞时,动量满足。 根据常数定理,球b离开E点后作水平抛掷运动,球a的返回可由机械能守恒定律和动能定理求解。 分析: (1) 球b离开DE后,进行水平投掷运动。 垂直方向h=gt2,水平方向s=vbt。 解为vb=1m/s; (Mi4物理好资源网(原物理ok网)

10. 2)a、b碰撞过程中,动量守恒,水平右方向为正方向。 解为mva=-m+Mvb:va=3m/s。 碰撞前,a对D点轨道没有力。由牛顿第二定律mg=m,解为:r=0.9m,由几何关系:h=2R+2r,解为:R= 0.7m; (3)小球a的动能由B到D。定理为:-mgh=mvmv。 假设小球a从A到B,克服摩擦阻力所做的功为Wf。 那么动能定理有-Wf = mvmv。 解为:Wf=35.5J。 小球a从D返回到B。根据动能定理:mgh= m(vB)2m()2 解为:m(vB)2=32.5J Wf 因此,当小球a返回BA时管子不能从A端出去。 解题秘诀:本题以圆周运动和平面运动两种运动模型为载体,综合考察Mi4物理好资源网(原物理ok网)

11、复习了动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理等两类运动的基本定律和重要知识点。 熟悉运动的基本定律和力学的基本定律是解决此类问题的关键。 4.小测试热点 3.动量守恒定律在弹簧连接问题中的应用 1.(2012肇庆一号模型题35)如图所示,一个半径为R的光滑半圆环轨道垂直固定在a 水平光滑的桌面上,一个轻质的弹簧被两个小球a、b挤压(小球没有绑在弹簧上),处于静止状态。 两个小球同时释放。 小球a、b与桌子上的弹簧分离后,小球a从B点滑动到光滑半圆轨道最高点A时的速度为。 已知球a的质量为m,球b的质量为2m,重力加速度为g。 求:(1)球a在环形轨道最高点处对轨道的压力; (2) 球b释放后离开弹簧时的速度;Mi4物理好资源网(原物理ok网)

12、(3)释放球前弹簧的弹性势能。 (思路建议:小球a在圆形轨道上做圆周运动,其最高点处的力由圆周运动定律和机械能守恒定律求解,结合牛顿第三定律,可得轨道上所受的力可以计算出在A点时的压力;由于问题中小球的轨道都是光滑的,因此两个小球在弹簧作用下的分离过程满足动量守恒定律;弹性势弹簧的能量可以用能量守恒定律求解。)热点4.动量守恒定律在多物体运动问题中的应用应用2.(阳江一中联考第36题)学校与阳春一中2012年上学期末)A是质量mA=0.98kg的块(可视为质点),B、C是完全相同的木板动量守恒弹性碰撞例题,质量m=1.0kg。已知木板与地面的动摩擦因数为0.2,木块A与木板之间的动摩擦因数为1。假设木块之间的最大静摩擦力木板和木板和地面是Mi4物理好资源网(原物理ok网)

13、滑动摩擦力大小相等。 有一颗质量m0=0.02kg的子弹以v=300m/s的速度击中方块A并在方块中停留(过程很短)。 求:(1)子弹击中物块后,常见的速度大小; (2)求子弹与A块组成的系统在射击过程中产生的热量Q。 (3)如果要求A块在B板上移动,则使B、C板相对于地面静止; 当块A在板C上滑动时,板C开始移动。 求1应满足的条件。 (思想点:子弹击中木块时,时间极短,子弹与木块可以看成是非弹性碰撞过程,子弹与木块组成的系统可以用守恒定律求解动量;然后由能量转换和守恒定律得到子弹和木块组成的系统在射击过程中产生的热量,当子弹和木块达到相同的速度后,A, B、C不能形成动量守恒系统,因此有以下过程Mi4物理好资源网(原物理ok网)

14.程必须运用牛顿运动定律和直线运动定律来解决这个问题。 )热点 5、动量守恒定律在电磁场中的应用 3、如图所示,将两根没有阻力的光滑金属轨道相距L放置在水平绝缘面上。 半径为R的圆弧部分在垂直平面内,水平直线导轨部分足够长,处于磁感应强度为B且垂直向下的均匀磁场中。 金属杆ab、cd垂直于两条光滑的金属导轨,接触良好。 杆ab的质量为2m,阻力为r。 杆 cd 质量为 m,阻力为 r。 开始时,CD杆静止在水平直导轨上。 ab杆从弧形导轨顶部释放,无初速度。 进入水平直导轨后,不与cd杆接触,保持向右移动。 求:(1)杆cd在水平直导轨上的最大加速度(2)两杆在导轨上运动时产生的焦耳热(思路:由于导轨是光滑的,所以滑动过程中, ab满足机械能守恒定律,可求得ab进入磁场瞬间的速度,并确定此时产生的感应电动势,结合闭路欧姆定律,可得可以确定ab和cd组成的闭环中的瞬时电流,进而确定作用在cd上的安培力的大小,利用牛顿第二定律可以计算出cd的加速度。在水平导轨上动量守恒弹性碰撞例题,安培力是两杆之间的内力,系统满足动量守恒定律,最终它们一起运动的速度是向右匀速直线运动,所以它们的公共速度可以为成立。 结合能量转换和守恒定律,可以求出两根杆在整个运动过程中产生的热量。)Mi4物理好资源网(原物理ok网)

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