高三物理第一轮复习：牛顿运动定律动量能量综合人教版.doc

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1、高三物理第一轮复习：牛顿运动定律动量能量综合人教版【本讲教育信息】一.本周教学内容：牛顿运动定律动量能量综合5.考查动量守恒定律和能量守恒定律的综合应用[例5]（2002年全国）在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为，现B球静止，A球向B球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为，则碰前A球的速度等于（）A.B.C.D.讲解：设碰前A球的速度为，两球压缩最紧时的速度为，根据动量守恒定律得出：①由能量定恒定律得：②①②两式联立求解得：。答案：C评析：本题涉及了动量守恒定律和动能与

2、弹性势能的转化和守恒，只要能建立能量守恒定律的方程式便可结合动量守恒联立求解。[例6]如图所示，一个长为L、质量为M的长方形木块，静止在光滑水平面上，一个质量为的物块（可视为质点），以水平初速度从木块的左端滑向右端，设物块与木块间的动摩擦因数为，当物块与木块达到相对静止时，物块仍在长木块上，求系统机械能转化成内能的量Q。分析：可先根据动量守恒定律求出和的共同速度，再根据动能定理或能量守恒求出转化为内能的量Q。解：对物块，滑动摩擦力做负功，由动能定理得，即对物块做负功，使物块动能减少。用心爱心专心对木块，滑动摩擦力对木块做

3、正功，由动能定理得，即对木块做正功，使木块动能增加，系统减少的机械能为①本题中，物块与木块相对静止时，，则上式可简化为②又以物块、木块为系统，系统在水平方向不受外力，动量守恒，则③联立式②、③得：，故系统机械能转化为内能的量为答案：评析：系统内一对滑动摩擦力做功之和（净功）为负值，在数值上等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，其绝对值等于系统机械能的减少量，即。上述情况①和②同样符合该规律，掌握了它可使许多计算简化。[例7]跳高运动员从地面起跳后上升到一定的高度，跃过横杆后落下，为了避免对运动员的伤害，在运动员落下的地方设置一

4、片沙坑，某运动员质量为，身高为1.84m。运动员从距地面高度为1.90m的横杆上落下，设运动员开始下落的初速度为零，他的身体直立落地，双脚在沙坑里陷下去的深度为10cm，落地过程重心下落的高度为1.25m。忽略他下落过程受到的空气阻力。求：（1）运动员的接触沙坑表面时的速度大小；（2）沙坑对运动员平均阻力的大小。（重力加速度取）讲解：（1）运动员从高处落下到接触沙坑表面的过程中，运动员重心下落的高度，下落过程中机械能守恒，即，解得运动员落到地面的速度为。（2）运动员从下落到沙坑中停下，这个过程中初末动能都为零，重力做的功

5、等于运动员克服沙坑阻力做的功，即得解得：。用心爱心专心答案：（1）（2）评析：本题以体育运动为背景，涉及到质点、机械能守恒、动能定理，解本题的关键在于如何将一个实际问题抽象为物理模型，如把运动员看成质点，从而讨论质点的运动，对于这类问题，破解之道往往是要求能将解题方法、物理模型灵活地迁移与转化。[例8]如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径为R，一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧，在弹力的作用下获一向右的速度，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动

6、到达C点，求：（1）弹簧对物块的弹力做的功。（2）物块从B至C克服阻力做的功。（3）物块离开C点后落回水平面时其动能的大小。分析：物块的运动可分为以下四个阶段：①弹簧弹力做功阶段；②离开弹簧后在AB段的匀速直线运动阶段；③从B到C所进行的变速圆周运动阶段；④离开C点后进行的平抛运动阶段，弹簧弹力是变化的，求弹簧弹力的功可根据效果——在弹力作用下物块获得的机械能，即到达B点的动能求解。物块从B至C克服阻力做的功也是变力，同样只能根据B点和C点两点的机械能之差判断，因此求出物块在B点和C点的动能是关键。可根据题设条件：“进入

7、导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍”、“恰能到达C点”，求出、。解：物块在B点时受力和导轨的支持力，由牛顿第二定律，有，∴物块到达C点仅受重力，据牛顿第二定律，有，∴。（1）根据动能定理，可求得弹簧弹力对物体所做的功为。（2）物体从B到C只有重力和阻力做功，根据动能定理，有，。用心爱心专心即物体从B到C克服阻力做的功为。（3）物体离开轨道后做平抛运动，仅有重力做功，机械能守恒，有。答案：（1）（2）（3）评析：中学阶段不要求直接用求解变力做功，可根据其效果——使用能量变化间接来判断，对于物体运动的全过程必须逐段进行认真分

8、析，确定每一阶段符合的规律。如本题最后一个阶段是平抛运动，物块在C点有动能，不能把平抛当成自由落体来处理。[例9]如图所示，质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上，小车左端放一质量为的木块，车的右端固定一个轻质弹簧，现给木块一个水平向右的瞬时冲量I，木块便沿车板向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能到达小