龙川一高三物理刘国华第二轮材料 动量与能量专题(14届).doc

2014届高三物理第二轮复习讲义 ——动量和能量专题 编辑人： L G H 编辑时间：2014年2月 在每年的高考物理试卷中都会出现考查能量的问题。并时常发现“压轴题”就是能量试题。一、动量与能量知识框架： 二、 能量是状态量，不同的状态有不同的数值的能量，能量的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的，力学中功是能量转化的量度，热学中功和热量是内能变化的量度(1) W合=△Ek包括重力、弹簧弹力、电场力等各种力在内的所有外力对物体做的总功，等于物体动能的变化。(动能定理) (2)WF=△E机：除重力以外有其它外力对物体做功等于物体机械能的变化。(理) 注：①物体的内能(所有分子热运动动能和分子势能的总和)、电势能不属于机械能 ②WF=0时，机械能守恒，通过重力做功实现动能和重力势能的相互转化。 ③WG=-△EP重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加。重力势能变化只与重力做功有关，与其他做功情况无关。 ④W电=-△EP电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。在只有重力、电场力做功的系统内，系统的动能、重力势能、电势能间发生相互转化，但总和保持不变。 注：在电磁感应现象中，克服安培力做功等于回路中产生的电能，电能再通过电路转化为其他形式的能。 ⑤d相对为相互摩擦的物体间的相对位移；若相对运动有往复性，则d为相对运动的路程）。 三、力学规律的选用原则 1、如果在某个物理过程中物体做匀变速运动，则可用运动学知识去求解（运动学的核心内容为：受力分析、牛顿第二定律、运动学各公式）。 2、研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般用运动学知识去求解（涉及时间问题）或动能定理（涉及位移问题）去解决。 3、若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用两个守恒定律（动量守恒定律与能守恒定律、子弹打木块模型μm g L (L为系统相对位移或路程)的公式。 例题１、如图所示，水平光滑地面停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点的正上方某处无初速度下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块的重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，求： 物块开始下落的位置距离水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的多少倍？ 物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ为多少？ 解：设物块的质量为m,其开始下落的位置距离BC的竖直高度为h，到达B点时的速度为v，小车圆弧轨道半径为R，有机械能守恒定律有 ① 根据牛顿第二定律 ② 解得h=4R ③即物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍 设物块滑行到C点时与小车的共同速度为v’，物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s，依题意，小车的质量为3m，BC长度为10R， 由动量守恒定律 ④ 对物块用动能定理 ⑤ 对小车用动能定理 ⑥ 解得：μ=0.3 ⑤⑥也可直接用能量守恒定律：μmg１０R＝ 总结：在滑块模型中用动能定理时要注意： 变式训练1：（18分）如图所示的轨道由半径为R的1/4光滑圆弧轨道AB、竖直台阶BC、足够长的光滑水平直轨道CD组成．小车的质量为M，紧靠台阶BC且上水平表面与B点等高．一质量为m的可视为质点的滑块自圆弧顶端A点由静止下滑，滑过圆弧的最低点B之后滑到小车上．已知M=4m，小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的，滑块与PQ之间表面的动摩擦因数为，Q点右侧表面是光滑的．求：（1）滑块滑到B点的瞬间对圆弧轨道的压力大小．（2）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则小车上PQ之间的距离应在什么范围内？（滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内） A、B两金属板如图竖直固定在绝缘底座上，与底座的总质量为m．将其静放在光滑水平面上．已知两金属板间的电压为U，极板间距为d．在A板底端上有一小孔，质量也为m、带正电、电荷量为q的小滑块以v0的速度从小孔水平滑入极板间，小滑块最远可滑到距A板为x的P点．已知小滑块与底座间的动摩擦因数为μ，极板外侧的电场强度为0．不计电场的边缘效应以及小滑块电荷对电场的影响．求： （1）x的值；（2）小滑块在