物理二轮动量、机械能守恒

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1、2013高考物理二轮复习动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律1.命题趋势本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的亜点，也是高考考查的重点之一。近年采用综合考试后，试卷难度有所卜降，因此动量和能量考题的难度也有一定下降。耍更加关注有关基本概念的题、定性分析现彖的题和联系实际、联系现代科技的题。试题常常是综合题，动量与能量的综合，或者动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、

2、原子物理等知识的综合。试题的情景常常是物理过程较复朵的，或者是作用时间很短的，如变加速运动、碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。2.知识概要冲量是力对吋间的积累，其作用效果是改变物体的动量；功是力对位移的积累，其作用效果是改变物体的能量；冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关系，对此，要像熟悉力和运动的关系一样熟悉。在此基础上，还很容易理解守恒定律的条件，耍守恒，就应不存在引起改变的原因。能量述是贯穿整个物理学的一条主线，从能量角度分析思考问题是研究物理问题的一个重要而普遍的思路。应用动量定理和动能定

3、理时，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，而应川动量守恒定律和机械能守恒定律时，研究对象必定是系统；此外，这些规律都是运用于物理过程，而不是对于某一•状态（或时刻）。因此，在用它们解题时，首先应选好研究对象和研究过程。对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起來是否简便。选取时应注意以下几点：1.选取研究对象和研究过程，要建立在分析物理过程的基础上。临界状态往往应作为研究过程的开始或结束状态。2.要能视情况对研究过程进行恰当的理想化处理。3.可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起

4、作为一个系统来研究，右时这样做，可使问题人人简化。1.有的问题，可以选这部分物体作研究对象，也可以选取那部分物体作研究对象；可以选这个过程作研究过程，也可以选那个过程作研究过程；这时，首选大对象、长过程。确定对象和过程后，就应在分析的基础上选用物理规律来解题，规律选用的一般原则是：1.对单个物体，宜选用动量定理和动能定理，其中涉及时间的问题，应选用动量定理，而涉及位移的应选用动能定理。2.若是多个物体组成的系统，优先考虑两个守恒定律。3.若涉及系统内物体的相对位移（路程）并涉及摩擦力的，要考虑应川能量守恒定

5、律。3.点拨解疑【例题1】某地强风的风速是20m/s,空气的密度是p=1.3kg/m3o一风力发电机的有效受风面积为S=20m2,如果风通过风力发电机后风速减为12m/s,H该风力发电机的效率为〃二80%,则该风力发电机的电功率多人？【点拨解疑】风力发电是将风的动能转化为电能，讨论时间/内的这种转化，这段时间内通过风力发电机的空气的空气是一个以S为底、必/为高的横放的空气柱，其质量为/77=pSv^t,它通过风力发电机所减少的动能用以发电，设电功率为P,则Pt=（*加朮=-v2）代入数据解得P=53kW【例

6、题2】（1998年全国卷）在光滑水平面上，动能为E。、动量的大小为几的小钢球1与静止小钢球2发牛碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为&、p,球2的动能和动量的大小分别记为&2、P2,则必有A.EE（）D・/?2>/?o【点拨解疑】两钢球衣相碰过程中必同时遵守能量守恒和动量守恒。由于外界没冇能量输入，而碰撞中可能产牛热量，所以碰后的总动能不会超过碰前的总动能，即&+E2SE。，可见A对C错；另外，4也可写成22厶<鱼，因此B也对；根据动量

7、守恒，设球1原來的运动方向为正方向，有P2・P=Po,所以D对。故该题2m2m答案为A、B、Do点评：判断两物体碰撞后的情况，除考虑能量守协和动量守恒外，令时还应考虑荣种情景在真实环境屮是否可能出现，例如一般不可能出现后面的球穿越前面的球而超前运动的情况。【例题3】内燃打桩机的重蚀由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤耳桩碰撞的过程中，从而使锤、桩均向下运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：内燃打桩机锤头的质量m,=1800千克，锤头从距桩顶端上部1.5米处，（如图）从静止

8、开始沿竖立轨道自由落下，打在质屋为,m2=1600T克（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上，随后，桩在泥土屮向下移动一距离,打击三次后桩刚好打入土层0.01米，设桩向下移动的过稈中泥土对桩的作用力F是恒力，求力的大小。【点拨解疑】在第一过程中，是锤自rh下落至刚接触桩的顶部，设h二1.5米，由自市落末速度公式对求出锤刚接触桩顶时的速度V为:v2=2gh,v=^j2gh在第二过程中，当锤和桩相碰吋，可把锤和桩看成一个系统