【物理】2019届二轮复习提分策略一临考必记2．动量、功和能学案

【物理】2019届二轮复习提分策略一临考必记2．动量、功和能学案

‎2．动量、功和能 授课提示：对应学生用书第100页 ‎[基本公式]‎ ‎1．恒力做功的计算式 W＝Flcos α(α是F与位移l方向的夹角)．‎ ‎2．恒力所做总功的计算 W总＝F合lcos α或W总＝W1＋W2＋….‎ ‎3．计算功率的两个公式 P＝或P＝Fvcos α.‎ ‎4．动能定理 W总＝Ek2－Ek1.W总是外力所做的总功，包括自身重力所做的功．‎ ‎5．重力势能 Ep＝mgh(h是相对于零势能面的高度)．‎ ‎6．机械能守恒定律的三种表达方式 ‎(1)始末状态：mgh1＋mv＝mgh2＋mv.‎ ‎(2)能量转化：ΔEk(增)＝ΔEp(减)．‎ ‎(3)研究对象：ΔEA＝－ΔEB.‎ ‎7．几种常见的功能关系 做功 能量变化 功能关系 重力做功 重力势能变化ΔEp WG＝－ΔEp 弹力做功 弹性势能变化ΔEp W弹＝－ΔEp 合外力做功W合 动能变化ΔEk W合＝ΔEk 除重力和弹力之外其他力做 功W其他 机械能变化ΔE W其他＝ΔE 滑动摩擦力与介 质阻力做功Ffl相对 系统内能变化ΔE内 Ffl相对＝ΔE内 电场力做功 WAB＝qUAB 电势能变化ΔEp WAB＝－ΔEp 电流做功W＝UIt 电能变化ΔE W＝ΔE ‎8.动量：p＝mv.‎ ‎9．动量定理：Ft＝mv2－mv1.‎ ‎10．动量守恒定律 ‎(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒．‎ ‎(2)表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.‎ ‎[二级结论]‎ ‎1．判断某力是否做功，做正功还是负功 ‎(1)F与l的夹角(恒力)．‎ ‎(2)F与v的夹角(曲线运动的情况)．‎ ‎(3)能量变化(两个相联系的物体做曲线运动的情况)．‎ ‎2．求功的途径 ‎(1)W＝Flcos α(恒力，定义式)．‎ ‎(2)W＝Pt(变力，恒定功率)．‎ ‎(3)W＝ΔEk(变力或恒力)．‎ ‎(4)W其他＝ΔE机，功能原理．‎ ‎(5)图象法(变力或恒力)．‎ ‎(6)气体做功：W＝pΔV(p——气体的压强；ΔV——气体的体积变化)．‎ ‎3．机车启动类问题中的“特殊点”‎ ‎(1)全程最大速度的临界点为Ff＝.‎ ‎(2)匀加速运动的最后点为－Ff＝ma；此时瞬时功率P为额定功率P额，瞬时速度v为匀加速过程的最大速度．‎ ‎(3)在匀加速过程中的某点有－Ff＝ma1.‎ ‎(4)在变加速运动过程中的某点有－Ff＝ma2.‎ ‎4．摩擦生热：Q＝Ffl相对．‎ ‎5．“一动一静”弹性正碰中，若两个小球质量相等，则碰后交换速度．‎ ‎[临考必练]‎ ‎1.(多选)如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是(　　)‎ A．重力做功为mgL B．线的拉力做功为0‎ C．空气阻力F阻做功为－mgL D．空气阻力F阻做功为－F阻πL 解析：小球下落过程中，重力做功为mgL，A正确；线的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为0，B正确；空气阻力F阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力F阻做功为－F阻·πL，C错误，D正确．‎ 答案：ABD ‎2.如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是(　　)‎ A．两小球落地时的速度相同 B．两小球落地时，A球重力的瞬时功率较小 C．从开始运动至落地，A球重力做功较大 D．从开始运动至落地，重力对A小球做功的平均功率较小 解析：根据机械能守恒定律得，mv2＋mgh＝mv′2，两小球落地时速度大小v′是相同的，但两小球的速度方向不同，选项A错误；两小球落地时，A球重力瞬时功率为mgv′cos α，B球重力瞬时功率为mgv′，A球重力瞬时功率小于B球重力瞬时功率，选项B正确；从开始运动到落地，两球重力做功都是mgh，是相等的，选项C错误；从开始运动到落地，两球重力做功相等，A球下落时间较短，重力对A球做功的平均功率＝较大，选项D错误．‎ 答案：B ‎3.(多选)如图所示，质量为M的小车原来静止在光滑水平面上，小车A端固定一根轻弹簧，弹簧的另一端放置一质量为m的物体C，小车底部光滑，开始让弹簧处于压缩状态，当弹簧释放后，物体C被弹出向小车B端运动，最后与B端粘在一起，下列说法中正确的是(　　)‎ A．物体离开弹簧时，小车向左运动 B．物体与B端粘在一起之前，小车的运动速率与物体C的运动速率之比为 C．物体与B端粘在一起后，小车静止下来 D．物体与B端粘在一起后，小车向右运动 解析：在物体离开弹簧的过程中，物体和小车组成的系统动量守恒，系统原来的总动量为零，物体向右运动，故小车向左运动，A正确；小车和物体动量大小相等，运动速率与其质量成反比，B正确；物体与小车B端粘在一起的过程动量也守恒，二者粘在一起前的总动 量为零，则粘在一起后的总动量也为零，因此小车将静止下来，C正确，D错误．‎ 答案：ABC ‎4.(多选)如图所示，光滑水平面OB与足够长的粗糙斜面BC相接于B点，一轻弹簧左端固定于竖直墙面，右端被一质量为m的滑块压缩至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度h时静止在斜面上．重力加速度为g，以水平面OB为参考平面．下列说法正确的是(　　)‎ A．弹簧弹开滑块的过程中，弹性势能越来越小 B．弹簧对滑块做功为W时，滑块的动能为0.5W C．滑块在斜面上静止时的重力势能为mgh D．滑块在斜面上运动的过程中，克服摩擦力做的功为mgh 解析：弹簧弹开滑块的过程中，弹簧的压缩量越来越小，故弹簧的弹性势能越来越小，A正确；弹簧对滑块做功为W时，对滑块，由动能定理可知，滑块的动能为W，B错误；滑块在斜面上静止时，离OB面的高度为h，以水平面OB为参考平面，则滑块的重力势能为mgh，C正确；对滑块在斜面上运动的过程，由功能关系有mgh＋Wf＝mv，解得滑块克服摩擦力做的功Wf＝mv－mgh，D错误．‎ 答案：AC ‎5．质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力恒为车重力的k倍．当它以加速度a加速前进，速度达到v时，发动机的实际功率刚好达到额定功率，从此时开始，发动机功率保持不变，已知重力加速度大小为g，则(　　)‎ A．汽车发动机的额定功率为kmgv B．汽车行驶的最大速度为 C．当汽车的加速度减小为时，速度增大到2v D．发动机以额定功率工作后，汽车的牵引力不再变化 解析：汽车加速度为a时，设牵引力为F，由牛顿第二定律有F－kmg＝ma，解得F＝kmg＋ma，当速度达到v时汽车的功率P＝(kmg＋ma)v，由题意知，此时汽车功率等于额定功率，A项错误；汽车保持功率不变，达到最大速度时，汽车加速度为零，即P额＝kmgvm＝(kmg＋ma)v，解得vm＝，B项正确；当汽车加速度减小为时，F′－kmg＝m·，解得此时牵引力F′＝kmg＋m·，并非F的一半，故速度一定不是2v，C项错误；汽车功率不变，速度增大，牵引力不断减小，速度达到最大后，牵引力不再变化，D项错误．‎ 答案：B ‎6.如图所示，一半圆形碗的边缘上装有一定滑轮，滑轮两边通过一不可伸长的轻质细线挂着两个小物体，质量分别为m1、m2，m1>m2.现让m1从靠近定滑轮处由静止开始沿碗内壁下滑．设碗固定不动，其内壁光滑、半径为R，则m1滑到碗最低点时的速度为(　　)‎ A．2 　　　 B. C. D．2 解析：设当m1到达碗最低点时速率为v1，此时m2的速率为v2，则有v1cos 45°＝v2，由机械能守恒定律得m1gR＝m2g·R＋m1v＋m2v，解得v1＝2 ，D正确．‎ 答案：D ‎7.如图所示，AOB是光滑水平轨道，BC是半径为R的光滑固定圆弧轨道，两轨道恰好相切，质量为M的小木块静止在O点，一个质量为m的子弹以初速度v0水平向右快速射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块和子弹均可以看成质点)．已知R＝‎0.4 m，m＝‎1 kg，M＝‎10 kg.(重力加速度g取‎10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：‎ ‎(1)子弹射入木块前的速度v0；‎ ‎(2)若每当小木块上升到圆弧并返回到O点时，立即有相同的子弹射入小木块，并留在其中，则当第三颗子弹射入小木块后，木块速度多大？‎ 解析：(1)第一颗子弹射入木块的过程，系统动量守恒，即mv0＝(m＋M)v1‎ 系统由O到C的运动过程中机械能守恒，即 (m＋M)v＝(m＋M)gR 联立以上两式解得v0＝＝31 m/s.‎ ‎(2)由动量守恒定律可知，第二颗子弹射入木块后，木块的速度为0‎ 当第三颗子弹射入木块时，由动量守恒定律得 mv0＝(‎3m＋M)v3，解得v3＝＝‎2.4 m/s.‎ 答案：(1)31 m/s　(2)2.4 m/s ‎8.如图所示，在某竖直面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐．质量为m的滑块在曲面上距BC高度为2r处由静止开始下滑，滑块与BC间的动摩擦因数μ＝，进入管口C端时与圆管恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep.求：‎ ‎(1)滑块到达B点时的速度大小vB；‎ ‎(2)水平面BC的长度s；‎ ‎(3)在压缩弹簧过程中滑块的最大速度vm.‎ 解析：(1)滑块在曲面的下滑过程，由动能定理得 mg·2r＝mv，解得vB＝2.‎ ‎(2)在C点，滑块与圆管之间恰无作用力，‎ 则mg＝m，解得vC＝ 滑块从A点运动到C点过程，由动能定理得 mg·2r－μmgs＝mv，解得s＝3r.‎ ‎(3)设在压缩弹簧过程中速度最大时，滑块离D端的距离为x0，此时kx0＝mg，解得x0＝ 滑块由C运动到距离D端x0处的过程中，由能量守恒得mg(r＋x0)＝mv－mv＋Ep 联立解得vm＝ .‎ 答案：(1)2　(2)3r　(3)