高中物理人教版 (新课标)必修27.动能和动能定理复习课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修27.动能和动能定理复习课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了考点1动量的矢量性，考点3动量守恒定律，图13­1­1，图13­1­2，图13­1­3，图13­1­4，图13­1­5，图13­1­6，图13­1­7，图13­1­8等内容，欢迎下载使用。
【例1】(2010•长沙一中)一只小球沿光滑水平面运动，垂直撞到竖直墙上．小球撞墙前后的动量变化量为Δp，动能变化量为ΔE，关于Δp和ΔE的下列说法正确的是(　　)A．若Δp最大，则ΔE也最大B．若Δp最大，则ΔE一定最小C．若Δp最小，则ΔE也最小D．若Δp最小，则ΔE一定最大
答案：BD点评：动量是矢量，动量的变化量Δp也是矢量，其方向与速度的改变量Δv的方向相同，在高考中只限一组情况，实际运用中，可先规定正方向，再用正、负表示pt、p0，则可用Δp=pt-p0=mvt-mv0进行代数运算求解．
考点2：冲量　动量定理
【例2】做平抛运动的物体，在任意相等时间内的动量变化总是(　　)A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向不同C．大小相等，方向不同 D．大小不等，方向相同
【解析】这是应用动量定理求曲线运动中物体的动量变化问题，平抛运动的轨迹是抛物线，其动量方向时刻变化，若直接由Δp=p′-p求时间t内的动量变化，需要用到较复杂的矢量运算，考虑到做平抛运动的物体只受重力作用，其大小和方向都不变，因此应用动量定理求动量变化较简捷． 由动量定理可得，物体在时间t内的动量变化Δp=mgt，方向跟重力的方向相同，即竖直向下．因此，在任意相等时间t内的动量变化总是大小相等、方向相同．答案： A
【例3】木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图13­1­1所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是(　　)A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒
【解析】动量守恒定律的适用条件是不受外力或所受合外力为零．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统受到墙壁对它们的作用力，不满足动量守恒条件；a离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒．答案：BC
考点4：动量守恒的条件
【例4】如图13­1­2所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块．今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是(　　)
A．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
【解析】小球在半圆槽内自B→C运动过程中，虽然开始时半圆槽与其左侧物块接触，但已不挤压，且水平面光滑，因而系统在水平方向不受任何外力作用，故在此过程中，系统在水平方向动量守恒，所以正确答案应选C.答案：C
点评：动量守恒的条件：(1)系统不受外力或所受外力的矢量和为零；(2)系统所受的合外力不为零，但系统所受外力远小于内力，如碰撞或爆炸瞬间，外力可忽略不计；(3)系统所受的合外力不为零，但在某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零，或这一方向上外力远小于内力，则该方向动量守恒(分动量守恒)．
题型一：某方向动量守恒问题
【例5】将质量为m的铅球以大小为v0、仰角为θ的初速度抛入一个装着砂子的总质量为M的静止砂车中如图13­1­3所示．砂车与地面间的摩擦力不计，球与砂车的共同速度等于多少？
【解析】把铅球和砂车看成一个系统，系统在整个过程中不受水平方向的外力，则水平方向动量守恒．所以：mv0csθ=(M+m)v， 所以v=mv0csθ/(M+m)点评：当系统的合外力不为零，但在某方向上合外力为零时，我们说系统的总动量不守恒，但系统在合外力为零的方向上动量守恒，这时，我们可以根据这一方向上动量守恒解决问题．解决这类问题时要弄清楚动量在哪个方向上守恒，系统内各物体在初、末状态时，此方向的动量分别为多少，并对其动量进行正确的分解．
题型二：恰当选取系统　统一参考系
【例6】如图13­1­4所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上．小车的最右端站着质量为m的人．若人水平向右以相对车的速度u跳离小车，则人脱离小车后小车的速度多大？方向如何？
【解析】在人跳离小车的过程中，由人和车组成的系统在水平方向上不受外力，在该方向上动量守恒．由于给出的人的速度u是相对车的，而公式中的速度是相对地的，必须把人的速度转化为相对地的速度．有的同学可能认为，由于车原来是静止的，所以u就是人对地的速度．这种认识是错误的，违背了同时性的要求．因为人获得相对车的速度u的同时，车也获得了对地的速度v.所以人对车的速度u，应是相对运动的车的速度，而不是相对静止的车的速度．
设速度u的方向为正方向，并设人脱离车后小车的速度大小为v，则人对地的速度大小为(u-v)．根据动量守恒定律有 0=m(u-v)-Mv 所以小车速度：v=mu/(M+m)，方向和u的方向相反．点评：动量的大小和方向与参考系的选择有关，应用动量守恒定律列方程时应该注意各物体的速度必须是相对同一参考系的速度，通常以地面为参考系．
题型三：用动量定理处理瞬时作用过程
【例7】如图13­1­5所示，长为2m的不可伸长的轻绳一端系于固定点O，另一端系一质量m=100g的小球，将小球从O点正下方h=0.4m处水平向右抛出，经一段时间绳被拉直，拉直绳时绳与竖直方向的夹角α=53°，以后，小球以O为悬点在竖直平面内摆动，试求在绳被拉直的过程中，沿绳方向的合力给小球的冲量．(cs53°=0.6，sin53°=0.8)
【解析】小球被抛出后只受重力作用，做平抛运动．在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．经过一段时间后绳被拉直，即物体在竖直方向的位移与h之和为Lcsα，在水平方向的位移为Lsinα.但拉直绳前瞬时速度的方向并不沿绳，沿绳方向的速度由于绳的冲量作用变为零，垂直绳的方向的分量使球以O为悬点摆动． 由于物体抛出后做平抛运动，设抛出到拉直绳时间为t，初速为v0，由平抛规律知：
1.(2011•山东)如图13­1­6所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)
2.(2010•新课标卷)如图13­1­7所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙．重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ.使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短．求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间．设木板足够长，重物始终在木板上．重力加速度为g.
【解析】木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第二次撞墙．设木板质量为m，则重物质量为2m. 木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度，动量守恒有：
4.(2010•衡阳模拟)如图13­1­9所示，质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg，设小球在落到车底前瞬间速度是25m/s，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是( )A．5m/s B．4m/sC．8.5m/s D．9.5m/s
5.如图13­1­10所示，A、B两质量相等的长方体木块放在光滑的水平面上，一颗子弹以水平速度v先后穿过A和B(此过程中A和B没相碰)．子弹穿过B后的速度变为2v/5，子弹在A和B内的运动时间t1∶t2=1∶2，若子弹在两木块中所受阻力相等，则( )A．子弹穿过B后两木块的速度大小之比为1∶2B．子弹穿过B后两木块的速度大小之比为1∶4C．子弹在A和B内克服阻力做功之比为3∶4D．子弹在A和B内克服阻力做功之比为1∶2
6.(2011•上海市长宁区模拟)物理学在研究宏观、低速条件下的动力学问题时，可采用牛顿运动定律，但在解决微观、高速问题时运用牛顿运动定律就会遇到困难．物理学中有一些规律，对宏观、低速问题或微观、高速问题都能适用，如力学中的：Ft=mΔv，式中m是所研究对象的质量，Δv是所研究对象的速度的变化，F是在时间t(可以是极短的时间)内作用在研究对象上的平均作用力．解决以下情景中的某些问题要运用到这个规律．静止在外太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电
粒子，形成向外发射的高速粒子流，从而对飞行器产生反作用推力(称之为反冲力)，使飞行器获得加速度．已知飞行器的质量为M，发射出的是2价氧离子，发射离子的功率为P，加速电场的电压为U，每个氧离子的质量为m，基本电荷电量为e，不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：(1)请运用相关知识推导题中给出的规律；(2)射出的氧离子的速度；(3)1s内射出的氧离子数．