物理二轮量、机械能守恒.doc

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物理二轮量、机械能守恒

2013高考物理二轮复习 动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律 1.命题趋势 本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化,其中的动量守恒定律、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。近年采用综合考试后,试卷难度有所下降,因此动量和能量考题的难度也有一定下降。要更加关注有关基本概念的题、定性分析现象的题和联系实际、联系现代科技的题。 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。 2.知识概要 冲量是力对时间的积累,其作用效果是改变物体的动量;功是力对位移的积累,其作用效果是改变物体的能量;冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关系,对此,要像熟悉力和运动的关系一样熟悉。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,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统,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。选取时应注意以下几点: 1.选取研究对象和研究过程,要建立在分析物理过程的基础上。临界状态往往应作为研究过程的开始或结束状态。 2.要能视情况对研究过程进行恰当的理想化处理。 3.可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起作为一个系统来研究,有时这样做,可使问题大大简化。 4.有的问题,可以选这部分物体作研究对象,也可以选取那部分物体作研究对象;可以选这个过程作研究过程,也可以选那个过程作研究过程;这时,首选大对象、长过程。 确定对象和过程后,就应在分析的基础上选用物理规律来解题,规律选用的一般原则是: 1.对单个物体,宜选用动量定理和动能定理,其中涉及时间的问题,应选用动量定理,而涉及位移的应选用动能定理。 2.若是多个物体组成的系统,优先考虑两个守恒定律。 3.若涉及系统内物体的相对位移(路程)并涉及摩擦力的,要考虑应用能量守恒定律。 3.点拨解疑 【例题1】某地强风的风速是20m/s,空气的密度是=1.3kg/m3。一风力发电机的有效受风面积为S=20m2,如果风通过风力发电机后风速减为12m/s,且该风力发电机的效率为=80%,则该风力发电机的电功率多大? 【点拨解疑】 风力发电是将风的动能转化为电能,讨论时间t内的这种转化,这段时间内通过风力发电机的空气 的空气是一个以S为底、v0t为高的横放的空气柱,其质量为m=Sv0t,它通过风力发电机所减少的动能用以发电,设电功率为P,则 代入数据解得 P=53kW 【例题2】 (1998年全国卷)在光滑水平面上,动能为E0、动量的大小为的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、,球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2,则必有A.E1E0??? B.p1p0 ????? C.E2E0 ??? ? D.p2p0 【点拨解疑】 两钢球在相碰过程中必同时遵守能量守恒和动量守恒。由于外界没有能量输入,而碰撞中可能产生热量,所以碰后的总动能不会超过碰前的总动能,即E1+E2≤E0?,可见A对C错;另外,A也可写成,因此B也对;根据动量守恒,设球1原来的运动方向为正方向,有p2-p1=p0,所以D对。故该题答案为A、B、D。 点评:判断两物体碰撞后的情况,除考虑能量守恒和动量守恒外,有时还应考虑某种情景在真实环境中是否可能出现,例如一般不可能出现后面的球穿越前面的球而超前运动的情况。 【例题3】内燃打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成,气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中,从而使锤、桩均向下运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下: 内燃打桩机锤头的质量m1=1800千克,锤头从距桩顶端上部1.5米处,(如图)从静止开始沿竖直轨道自由落下,打在质量为,m2=1600千克(包括桩帽)的钢筋混凝土桩子上,随后,桩在泥土中向下移动一距离,打击三次后桩刚好打入土层0.01米,设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力,求此力的大小。 【点拨解疑】在第一过程中,是锤自由下落至刚接触桩的顶部,设h=1.5米,由自由落体末速度公式可求出锤刚接触桩顶时的速度v为:

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