内容发布更新时间 : 2024/6/23 11:41:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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专题（五） 动量和能量的综合
一、大纲解读
动量、能量思想是贯穿整个物理学的基本思想，应用动量和能量的观点求解的问题，是力学三条主线中的两条主线的结合部，是中学物理中涉及面最广，灵活性最大，综合性最强，内容最丰富的部分，以两大定律与两大定理为核心构筑了力学体系，能够渗透到中学物理大部分章节与知识点中。将各章节知识不断分化，再与动量能量问题进行高层次组合，就会形成综合型考查问题，全面考查知识掌握程度与应用物理解决问题能力，是历年高考热点考查内容，而且命题方式多样，题型全，分量重，小到选择题，填空题，大到压轴题，都可能在此出题．考查内容涉及中学物理的各个版块，因此综合性强．主要综合考查动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律、动量定理和动量守恒定律的运用等．相关试题可能通过以弹簧模型、滑动类模型、碰撞模型、反冲等为构件的综合题形式出现，也有可能综合到带电粒子的运动及电磁感应之中加以考查． 二、重点剖析
1．独立理清两条线：一是力的时间积累——冲量——动量定理——动量守恒；二是力的空间移位积累——功——动能定理——机械能守恒——能的转化与守恒．把握这两条主线的结合部：系统。即两个或两个以上物体组成相互作用的物体系统。动量和能量的综合问题．．通常是以物体系统为研究对象的，这是因为动量守恒定律只对相互作用的系统才具有意义。
2．解题时要抓特征扣条件，认真分析研究对象的过程特征，若只有重力、系统内弹力做功就看是否要应用机械能守恒定律；若涉及其他力做功，要考虑能否应用动能定理或能的转化关系建立方程；若过程满足合外力为零，或者内力远大于外力，判断是否要应用动量守恒；若合外力不为零，或冲量涉及瞬时作用状态，则应该考虑应用动量定理还是牛顿定律．
3．应注意分析过程的转折点，如运动规律中的碰撞、爆炸等相互作用，它是不同物理过程的交汇点，也是物理量的联系点，一般涉及能量变化过程，例如碰撞中动能可能不变，也可能有动能损失，而爆炸时系统动能会增加． 三、考点透视
考点1、碰撞作用 碰撞类问题应注意：⑴由于碰撞时间极短，作用力很大，因此动量守恒；⑵动能不增加，碰后系统总动能小于或等于碰前总动能，即Ek1'+Ek2'?Ek1+Ek2；⑶速度要符合物理情景：如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度一定大于前面物体的速度，即v后＞v前，碰撞后，原来在前面的物体速度一定增大，且v前?v后；如果两物体碰前是相向运动，则碰撞后，两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零。 例1A、B两球在光滑水平面上沿同一直线运动，A球动量为pA=5kg·m/s，B球动量为
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pB=7kg·m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量可能是：（ ）
A．pA=6kg·m/s、pB=6kg·m/s B．pA=3kg·m/s、pB=9kg·m/s C．pA=-2kg·m/s、pB=14kg·m/s D．pA=5kg·m/s、pB=17kg·m/s 解析：动量守恒四个选项都满足，那么第二个判断依据是速度情景：A的动量不可能原方向增大，A错；第三个判断依据是能量关系：碰后系统总动能只能小于等于碰前总动能。
22pApB计算得BC正确D错。碰前总动能为 Ek=，由于+2mA2mBpA=mAυA=5kg?m/s,pB=mBυB=7kg?m/s，A要追上B，则有υA＞υB，即
575532925272>,mA 1425272147215,mB=+?+mA=mA,同样满足mA 2mA2mB2mA2mB21372正确. 答案：BC 点拨：判断的优先顺序为：动量守恒→速度情景→动能关系，动量守恒最容易判断，其次是速度情景，动能关系要通过计算才能作结论，简捷方法是先比较质量关系，再比较动量的平方，如果两物体质量相等，则可直接比较碰撞前后动量的平方和。 考点2、爆炸和反冲 ⑴爆炸时内力远大于外力，系统动量守恒； ⑵由于有其它形式的能转化为动能（机械能），系统动能增大。 例22007年10月24日18时05分，中国首枚绕月探测卫星“嫦娥一号”顺利升空，24日18时29分，搭载 “嫦娥一号”的“长征三号甲”火箭成功实施“星箭分离”。此次采用了爆炸方式分离星箭，爆炸产生的推力将置于箭首的卫星送入预定轨道运行。为了保证在爆炸时卫星不致于由于受到过大冲击力而损坏，分离前关闭火箭发动机，用“星箭分离冲击传感器”测量和控制爆炸作用力，使星箭分离后瞬间火箭仍沿原方向飞行，关于星箭分离，下列说法正确的是（ ） A．由于爆炸，系统总动能增大，总动量增大 B．卫星的动量增大，火箭的动量减小，系统动量守恒 C．星箭分离后火箭速度越大，系统的总动能越大 D．若爆炸作用力持续的时间一定，则星箭分离后火箭速度越小，卫星受到的冲击力越大 解析：由于爆炸，火药的化学能转化为系统动能，因此系统总动能增大。爆炸力远大于星箭所受外力（万有引力），系统动量守恒，卫星在前，动量增大，火箭仍沿原方向运动， =m(+m1动量则一定减小，A错B对；p=p+p2，又pp2-m2v2??2?m1+m2?v-?m1+m2?v2??2m111/22p/1p/2分离后总动能Ek=，+2)v， 2m12m2/联立解得Ek'=，式中v是星箭分离前的共同速度，依题 意v>v2，即2?m1+m2?v-?m1+m2?v2>0，因此火箭速度v2越大，分离后系统总动能越小， 学习必备 欢迎下载 （也可用极限法直接判断：假设星箭分离后星箭速度仍相等，则动能不变，火药释放的能量为0，系统总动能为最小）C错；爆炸力为一对相互作用的内力，因此大小相等、作用时间相同，卫星和火箭受到的爆炸力的冲量大小一定相等，分离后火箭速度越小，则火箭动量的变化量越大，所受爆炸力的冲量越大，则卫星受到的冲量（与火箭受到的爆炸力的冲量等大反向）越大，相互作用时间一定，则卫星受到的冲击力越大，D正确。。 答案：BD 点拨：注意提取有效解题信息，把握关键字句，如“置于箭首的卫星”、“星箭分离后瞬间火箭仍沿原方向飞行”等，结合爆炸特点和物理情景判断解题。 考点3、两个定理的结合 例3：如图所示，质量m1为4kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.24，木板右端放着质量m2为1.0kg的小物块B(视为质点)，它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12N?S的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能求： （1）瞬时冲量作用结束时木板的速度V0. （2）木板的长度L 解析：(1)设水平向右为正方向，有 Em1为8.0J，小物块的动能 Em2为0.50J，重力加速度取10m/s2, I?mAv0① 代入数据解得 v0?3.0m/s② (2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为的时间为t，B离开A时A和B的速度分别为③ FAB、 FBA和 FCA，B在A上滑行 vA和 vB，有 ?(FBA?FCA)t?mAvA?mAv0FABt?mBvB④ 其中 FAB?FBA， FCA??(m1?m2)g⑤ 设A、B相对于C的位移大小分别为 sA和 sB，有 ?(FBA?FCA)sA?1122mAvA?mAv022⑥ FABsB?EkB ⑦ 动量与动能之间的关系为木板的长度 mAvA?2mAEKA ⑧ mBvB?2mBEKB⑨ l?sA?sB⑩ 代入数据得L=0.50m 点拨：涉及动量定理和动能定理综合应用的问题时，要注意分别从合力对时间、合力对 位移的累积作用效果两个方面分析物体动量和动能的变化，同时应注意动量和动能两个量之间的关系. 考点4、碰撞与圆周运动、平抛运动的结合 例4（2008年北京）有两个完全相同的小滑块A和B，A沿光滑水平面以速度v0与静止