新步步高高考物理一轮复习第12章光学专题四讲义（人教版浙江）

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1、选修3-5笫卜：饥动秋守恒足律(加试)专题四动量和能量观点的综合应用考点一应用动量和能量观点解决直线运动问题D考点逐项排查基础层1•动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化.即/=△/?或Ft=p或Ft=p、_p2,它的表达式是一个矢量方程，即表示动量的变化方向与独量的方向相同.2.动量守恒定律：(1)内容：一个系统不受外力或者所受合外力为零,这个系统的总动量保持不变.即：p=P2或A/?

2、=—A；22.(2)条件：①系统不受外力或者所受外力的和为零；②系统所受外力远小于系统的内力，可以忽略不计；③系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒.3.动能定理：合外力做

3、的功等于物体动能的变化.(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力,包括重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等).表达式为W=AEk或〃总=Ek2—Ek】.4.机械能守恒定律：在只有重力(或弹簧弹力)做功时，没有其他力做功或英他力做功的代数和为零，则系统机械能守恒.应用层题组阶梯突破1.［动量守恒定律和能量守恒定律的应用］如图1所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为〃2的物块/、B、C.B的左侧固定一轻弹簧，弹簧左侧挡板的质量不计.设/以速度％朝3运动，压缩弹簧；当力、B速度相等时，3与C恰好相碰并粘接在一起，且B与C碰撞时间极短.此后力继续压缩弹簧，直至弹簧被压缩到最短.在上述过程中，求：图

4、1(1)B与C相碰后的瞬间，B与C粘接在一起时的速度大小;(2)整个系统损失的机械能；(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能.答案(l)J(2)為卅(3)

5、

6、/nuo2解析(1)从力压缩弹簧到/与B具有相同速度o时，由动量守恒定律得：mvo=2mvi设碰撞后瞬间3与C的速度为°2,由动量守恒定律得：mv=2mv2解得：°2=¥(2)设3与C碰撞损失的机械能为由能量守恒定律得：^inv弹簧被压缩到最短吋木块/的速度大小；木块A压缩弹赞过程中弹赞的最人弹性势能.答案(1)2m/s(2)39J解析(1)J.B组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，弹簧被压缩到最短时，木块力与

7、滑板3具有相同的速度，设为久从木块/开始沿滑板3表面向右运动nj至弹簧被压缩到最短的过程中，根据动量守恒，niVo=(M+m)vf解得：0=〃+/()代入数据得木块A的速度v=2m/s.(2)木块/压缩弹簧过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大.根据能量守恒定律可得：=AE+^(27H)r22整个系统损失的机械能为NE=令加％2(3)由于血＜0,/将继续压缩弹簧，直至/、B、C三者速度相同，设此时速度为"，弹簧被压缩至最短，其弾性势能为你，由动量守恒定律和能量守恒定律得：fnv()=3mV31919~—△E=/(3〃7)“3~+Ep13解得：Ep=亦〃q()21.［动量守恒定律和

8、能量守恒定律的应用］如图2所示，质量M=4kg的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的距离厶=0.5m,这段滑板与木块/(可视为质点)之间的动摩擦因数“=0.2,而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑.小木块以速度P0=10m/s由滑板〃左端开始沿滑板B表面向右运动.已知木块A的质量m=kg,g取10m/S“.求：图21010最大弹性势能为Eppmo。~—㊁(加+A/)/—艸gL代入数据解得：Ep=39J2.［动量守恒定律、动能定理和能量守恒定律的应用］如图3所示，质量M=3.5kg的小车静止于光滑水平面上靠近桌子处，其上表面与水平桌

9、面相平，小车长厶=1.2m,其左端放有一质量为0.5kg的滑块。.水平放置的轻弹簧左端固定，质量为1kg的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧的右端接触.此时弹簧处于原长，现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)时，推力做的功为％=6J,撤去推力后，P沿桌面滑到小车上并与。相碰，最后0停在小车的右端，卩停在距小车左端0.5m处.已知力3间距厶】=5cm,/点离桌子边沿C点距离厶2=90cm,P与桌而间的动摩擦因数“］=0.4,P、0与小车表面间的动摩擦因数“2=0.1.(g=10m/s?)求：M(1)卩到达C点时的速度％的大小；(2)卩与0碰撞后瞬间O的速度大小.答案(1)2

10、m/s(2)2m/S解析⑴对几在LB-C过程中应用动能定理，得必一“i〃?ig(2厶1+厶2)=如?1%2所以Vc=2m/s(2)设P、Q碰后速度分别为6、",小车最后速度为V,由动量守恒定律得,miVc=^iVi+m2V2mjvc=(mi+mi+M)v•101710由能量守恒得：一”2〃?lgX—“2加出込=办必+〃?1+加2”—(刁"卍「+尹2^2~)2解得血=2m/s,Vz=ym/s2s当Vi=ym/s时，0=亍m/s>02‘