高三物理牛顿运动定律动量能量综合例题分析 人教版

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1、运用动量和能量观点解题的思路  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，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。试题常常是综合题，动量与能量的综合，或者动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、原子物理等知识的综合。试题的情景常常是物理过程较复杂的，或者是作用时间很短的，如变加速运动、碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。 　　冲量是力对时间的积累，其作用效果是改变物体的动量；功是力对空间的积累，其作用效果是改变物体的能量；冲量和动量

2、的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关系，在此基础上，还很容易理解守恒定律的条件，要守恒，就应不存在引起改变的原因。能量还是贯穿整个物理学的一条主线，从能量角度分析思考问题是研究物理问题的一个重要而普遍的思路。 　　应用动量定理和动能定理时，研究对象一般是单个物体，而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时，研究对象必定是系统；此外，这些规律都是运用于物理过程，而不是对于某一状态（或时刻）。因此，在用它们解题时，首先应选好研究对象和研究过程。对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起来是否简便。选

3、取时应注意以下几点：高三物理牛顿运动定律动量能量综合例题分析人教版基本信息　　高三物理牛顿运动定律动量能量综合例题分析　　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

4、得出：　　①　　由能量定恒定律得：②　　①②两式联立求解得：。　　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

5、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。　　对木块，滑动摩擦力对木块做正功，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

6、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

7、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，重力做的功等于运动员克服沙坑阻力做的功，即得　　解得：。　　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

8、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