第2专题 动量和能量
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考点预测
本专题涉及的内容是动力学内容的延续和深化.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.它们是自然界中最基本、最普遍、最重要的客观规律,也是高中物理的重点和难点、高考考查内容的重点.其命题形式一般是能量与动量综合起来考,如:2009年全国理综卷Ⅰ第21题、第25题,2008年全国理综卷Ⅰ的第24题“下摆拉动
滑块碰撞问题”,全国理综卷Ⅱ的第23题“子弹射击木块问题”,重庆理综卷的第24题“碰撞后压缩弹簧问题”.但是,由于
目前全国的课改形势以及在课程标准中的内容设置,在高考中出现的这类综合题的难点主要在于功能关系的应用上,而不是在于动量守恒定律的应用上.
另外,从2009年各地的高考考卷中也可发现,除了能量与动量的综合题外,单独考查功能原理的试题在卷中出现的概率也较大.
要点归纳
一、基本的物理概念 1.冲量与功的比较 (1)定义式
??冲量的定义式:I=Ft(作用力在时间上的积累效果)? ?功的定义式:W=Fscos θ(作用力在空间上的积累效果)?
(2)属性??冲量是矢量,既有大小又有方向(求合冲量应按矢,量合成法则来计算)
2.动量与动能的比较
动量的定义式:p=mv??
(1)定义式?12
动能的定义式:Ek=2mv??(2)
错误!
属
? ??功是标量,只有大小没有方向(求物体所受外力的,总功只需按代数和计算)
性
p=2mEk??
(3)动量与动能量值间的关系?p21
Ek=2m=2pv??
(4)动量和动能都是描述物体状态的量,都有相对性(相对所选择
的参考系),都与物体的受力情况无关.动量的变化和动能的变化都是过程量,都是针对某段时间而言的.
二、动量观点的基本物理规律
1.动量定理的基本形式与表达式:I=Δp. 分方向的表达式:Ix合=Δpx,Iy合=Δpy.
Δp
2.动量定理推论:动量的变化率等于物体所受的合外力,即Δt=F合.
3.动量守恒定律
(1)动量守恒定律的研究对象是一个系统(含两个或两个以上相互作用的物体).
(2)动量守恒定律的适用条件
①标准条件:系统不受外力或系统所受外力之和为零.
②近似条件:系统所受外力之和虽不为零,但比系统的内力小得多(如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外力与相互作用的内力相比小得多),可以忽略不计.
③分量条件:系统所受外力之和虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统总动量的分量保持不变.
(3)使用动量守恒定律时应注意: ①速度的瞬时性; ②动量的矢量性; ③时间的同一性.
(4)应用动量守恒定律解决问题的基本思路和方法
①分析题意,明确研究对象.在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体统称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的.
②对各阶段所选系统内的物体进行受力分析,弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是作用于系统的外力.在受力分析的基础上根据动量守恒定律的条件,判断能否应用动量守恒定律.
③明确所研究的相互作用过程,确定过程的始末状态,即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式.(注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参考系)
④确定正方向,建立动量守恒方程求解. 三、功和能
1.中学物理中常见的能量
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动能Ek=2mv;重力势能Ep=mgh;弹性势能E弹=2kx;机械能E=Ek+Ep;分子势能;分子动能;内能;电势能E=qφ;电能;磁场能;化学能;光能;原子能(电子的动能和势能之和);原子核能E=mc2;引力势能;太阳能;风能(空气的动能);地热、潮汐能.
2.常见力的功和功率的计算: 恒力做功W=Fscos θ; 重力做功W=mgh;
一对滑动摩擦力做的总功Wf=-fs路; 电场力做功W=qU;
功率恒定时牵引力所做的功W=Pt;
2021年高考物理二轮专题复习精品讲义:第2专题 动量和能量
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