2012届高考物理二轮专题课件：专题二_第3讲_动量和能量的综合应用

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1、专题二动量和能量第三讲动量和能量的综合应用一、解决力学问题的三大基本观点1．牛顿运动定律结合运动学公式(称之为力的观点)是解决力学问题的基本思路和方法．因牛顿第二定律是瞬时定律，此种方法适用于需求解过程中间状态(速度、加速度)的问题．2．动量定理和动量守恒定律．(动量观点)3．动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律．(能量观点)动量定理、动能定理研究的只是物体或系统在某一过程中初、末状态动量、动能的改变量，而无需对过程的变化细节作深入的研究．如问题不涉及物体运动过程中的加速度，而涉及运动时间的问题，优先考虑动量定理；涉及位移的问题，优先考虑动能定理．二、力学综合题的基本思路1．认真审

2、题，弄清题意．审题时要注意：(1)挖掘隐含条件，隐含条件往往隐含在关键的词语中，题目的附图中，发生的物理现象中和题目的所求中；(2)重视对物理过程的分析：审题时，要弄清题目中的物理过程及其得以进行的条件，明确运动的性质，把握过程中的不变量、变量、关联量之间的相互关系，并找出与物理过程相适应的物理规律．2．确定研究对象，分析受力情况和运动情况．选择研究对象的两个基本原则：一是要选择已知量充分且涉及所求量的物体为研究对象；二是要优先选择能够满足某个守恒定律的物体(或物体系)为研究对象．进行运动分析时要注意两个方面：①运动情况变化时，找出运动量(s、a、v、t)的关系；②运动可能出现多种可能性

3、．3．明确解题途径，正确运用规律．4．分析解题结果，有时需做一定讨论(特别对多解问题)．类型一：碰撞、爆炸、反冲中的动量、能量守恒在碰撞、爆炸、反冲问题中，物体间的相互作用力(内力)远大于系统受到的外力，用牛顿运动定律求解非常复杂，甚至根本就无法求解，但用动量守恒定律求解时，只需要考虑过程的始末状态，而不需要考虑过程的具体细节，这正是用动量守恒定律求解问题的优势．【例1】如图231所示，在足够长的光滑水平轨道上静止放置三个小木块A、B、C，质量分别为mA=1kg，mB=1kg，mC=2kg，其中B与C用一个轻弹簧固定连接，开始时整个装置处于静止状态；A和B之间有少许塑胶炸药，A的左边有一

4、个弹性挡板(小木块和弹性挡板碰撞过程没有能量损失)．图231现在引爆塑胶炸药，若炸药爆炸产生的能量有E=9J转化为A和B沿轨道方向的动能，A和B分开后，A恰好在B、C之间的弹簧第一次恢复到原长时追上B，并且与B发生碰撞后粘在一起．求：(1)在A追上B之前弹簧弹性势能的最大值；(2)A与B相碰以后弹簧弹性势能的最大值．【解析】(1)塑胶炸药爆炸瞬间取A和B为研究对象，假设爆炸后瞬间A、B的速度大小分别为vA、vB，取向右为正方向由动量守恒：-mAvA+mBvB=0爆炸产生的能量有9J转化为A、B的动能由于A在炸药爆炸后再次追上B的时候弹簧恰好第一次恢复到原长，则在A追上B之前弹簧已经有一次

5、被压缩到最短(即弹性势能最大)，爆炸后取B、C和弹簧为研究系统，当弹簧第一次被压缩到最短时B、C达到共速vBC，此时弹簧的弹性势能最大，设为Ep1.【变式题】如图232所示，劲度系数为k=200N/m的轻弹簧一端固定在墙上，另一端连一质量为M=8kg的小车a，开始时小车静止，其左端位于O点，弹簧没有发生形变，质量为m=1kg的小物块b静止于小车的左侧，距O点s=3m，小车与水平面间的摩擦不计，小物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，取g=10m/s2.今对小物块施加大小为F=8N的水平恒力使之向右运动，并在与小车碰撞前的瞬间撤去该力，碰撞后小车做振幅为A=0.2m的简谐运动，(1)小物

6、块与小车碰撞前瞬间的速度是多大？(2)小车做简谐运动过程中弹簧最大弹性势能是多少？小车的最大速度为多大？(3)小物块最终停在距O点多远处？当小物块刚停下时小车左端运动到O点的哪一侧？图232【解析】(1)设碰撞前瞬间，小物块b的速度为v1，小物块从静止开始运动到刚要与小车发生碰撞的过程中，类型二：滑块运动中的动量、能量守恒解决滑块问题一般要用到动量定理、动量守恒定律、动能定理、功能原理以及动力学等规律，综合性强，能力要求高，是高中物理常见的题型之一，也是高考中经常出现的题型．解决此类问题，关键要看地面是否光滑，动量是否守恒，若不守恒，往往要用动量定理和动能定理．同时要注意分析物体的运动时

7、间关系、位移关系、能量关系等，找出它们之间的关系，列方程求解．【例2】(2011·全国大纲卷)装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击．通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因．图233质量为2m、厚度为2d的钢板静止在水平光滑桌面上．质量为m的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿．现把钢板分成厚度均为d、质量均为m的相同两块间隔一段距离水平放置，如图233所示．若子弹以相同的速度垂直射向第一