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1、专题二 能量及动量【复习目标】1.进一步熟练掌握动能定理、动量定理的内容、表达式；熟练掌握机械能守恒定律、能量的转化和守恒定律、动量守恒定律的内容、条件、表达式及应用。2.掌握应用能量的观点、动量的观点分析处理问题时的技巧和方法。3.进一步体会功能关系和能量守恒思想和系统动量守恒条件及守恒思想，提升解题技能和解题速度。【复习重难点】1.重点：动能定理和机械能守恒定律、动量守恒定律的应用。2.难点：连接体问题中力与运动、功能关系的综合应用。【复习方法】讲授法、自主复习法、讨论法、练习法等。【课时安排】 3课时【教学过程】第一课时 动能定理与功能关系一.知识点复习提要：1.再认识动能、重力势能、机
2、械能、电势能、内能等各种形式的能的概念及表达式；并比较她们间的共性和特殊性。2.恒力做功、合力做功及一类特殊变力做功的求解方法、进一步深刻理解功能关系并能应用。3.动能定理的内容、表达式、导出过程、实质和应用步骤方法。二.例题解析及解题指导：1.熟练掌握七个基本的功能关系。1) 动能定理: 2) WG与之间的关系: WG= 3) W弹与之间的关系: W弹 = 4) 功能原理: 5) 系统克服摩擦力的功Wf和产生的热Q之间的关系: 6) W电与之间的关系: W电 = 7) 只有动生电动势时，运动导体克服安培力做功与产生电能之间的关系： W克 = 图(1)例1：如图(1)所示，卷扬机的绳索通过定滑
3、轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是（ ）A.克服木箱的重力做的功小于木箱增加的重力势能B.拉力F与摩擦力对木箱做的功之和等于木箱增加的动能C.摩擦力对木箱做的功等于木箱和斜面组成的系统内产生的热D.拉力F与摩擦力对木箱做的功之和等于木箱增加的机械能图(2)Eba例2：一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图(2)中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（ ）A.动能减小 B.电势能增加 C.动能和电势能之和减小 D.重力势能和电势能之和增加2.动能定理的应用动能定理解题的一般步骤:a)
4、 确立研究对象(单个质点)，明确研究对象的过程。DBC图(3)AOb) 对物体受力分析，明确该过程中各力做功，求准合力的功；明确初末状态，求准动能的变化量。c) 列动能定理的方程、求解、讨论。例3：如图(3)所示，DO是水平面，初速为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。若斜面改为AC，让该物体仍从D点出发，以初速为v1沿DCA滑动到A点速度刚好为零，物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，则（ ） Av1 v0 Bv1v0 Cv1= v0 D不能确定v1和v0的大小关系例4：如图(4)所示，已知水平杆长L1，绳长L2，小球的质量m，整个装置可绕竖直轴转动。小球由静止开始
5、随转轴缓慢加速转动，最后当该装置以某一角速度匀速转动时，绳子与竖直方向成角。重力加速度为g，则此过程中细绳对小球做的功是多少？图(4)L1L2三.课后练习及课后复习 专项训练动能定理；预复习机械能守恒定理。第二课时 机械能守恒定律一.知识点复习提要：1.机械能守恒定律的内容、条件、表达式及其实际应用中的对象与过程。2.能量转化与守恒定律的内容表述、重要意义。3.能量转化与守恒定律与机械能守恒定律的关系，与功能关系的关系。二.例题解析及解题指导1.对于研究对象为单个物体（除地球外）的机械能守恒时，应用机械能守恒定律处理当然可以，但更多的应用动能定理处理会更方便，更不易出错。对于研究对象为两个或两
6、个以上的物体系统（除地球外）的机械能守恒时，应用机械能守恒定律来处理才显示出其优势。2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤：（1）明确研究的对象(通常是一个物体系统)（2）判断该系统在变化过程中机械能是否守恒（3）确定零势能面，明确初末状态的机械能 (或者明确能量变化情况)（4）据机械能守恒定律列方程、求解、讨论。ABCOR60o图(2)例1： 半径R=0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内，如图（1）所示，轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处，另一端系一个质量m = 0.20kg的小球，小球套在圆环上，已知弹簧的原长Lo = 0.50m，劲度系数k = 4.8N/m，将小球从图示位置的B点由静止释
7、放，小球将沿圆环滑动并通过最低点C，在C点时弹簧的弹性势能EP = 0.6J，g取10m/s2。求：（1）小球经过C点时的速度的大小vC.（2）小球经过C点时对环的作用力的大小和方向3.能量的转化与守恒的思想及应用在力学中、电学、原子物理、热学中都有所涉及，重要性不言而喻。该定律的具体应用中，关键是搞清楚总共有几种形式的能参与转化及转化的方向！两种解题思路：一种形式的能增加，另一种形式的能必然减少且二者相等(假定系统内只有两种形式的能参与转化) ；一个物体的能量增加，另一个物体的能量必然减少且二者相等(假定系统内只有两个物体) 例2：如图(2)所示，质量为2 m和3m的两个小球分别固定在一根直
8、角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴，AO、BO的长分别为2L和L。开始时直角尺的AO部分处于水平放置，而OB部分竖直。让该系统由静止开始自由转动，重力加速度g。试求：图(2)OA 2mB 3m(1)B球能上升的最大高度h (2)开始转动后B球可能达到的最大速度vm图(3)ab1A234例3：如图(3)中虚线为静电场的等势面1、2、3、4。相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为23 eV和5 eV。当这一点电荷运动到某一位置时，其电势能变为8 eV，此时它的动能应为（ ）A.8 eV B.11 e
9、V C.15 eV D.19 eV三.课后练习及课后复习 专项训练机械能守恒定律；预复动量守恒定理。第三课时 动量定理及动量守恒定律一.知识点复习提要：1.动量、冲量的基本概念和物理意义；动量定理的内容、表达式及应用步骤方法2.动量守恒定律的内容、条件和应用方法及其在碰撞问题中的应用。二.例题解析及解题指导1. 动量定理与牛顿第二定律的物理实质是相同的。物体的质量一定时，动量定理的微分形式即为牛顿第二定律，牛顿第二定律的积分形式即为动量定理。动量定理和动能定理都涉及到某一个变化过程中物理量之间的数量关系，分别从时间和空间两个侧面反映相互作用下物质运动的规律。2. 动量定理的应用的一般步骤1）明
10、确研究的对象和研究的过程 2）对研究对象受力分析，求合力的冲量3）分析研究过程的初末状态，求动量的变化量 4）由动量定理列方程，求解讨论。例1：一位质量为m的运动员从下蹲状态向上跳起，经t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中地面对他的冲量和地面对他做的功分别为（ ）A.mv+mgt， mv2/2 B. mv+mgt，0 C. mv， mv2/2 D. mv-mgt，0例2：如图(1)所示，在光滑的水平面上静止放着两个相互接触的木块A和B，质量分别为m和3m，今有一子弹水平地穿过两个木块，设子弹穿过A、B木块的时间分别为t1和t2，木块对子弹的阻力大小恒为f ，则子弹穿出两木块后，
11、木块A和木块B的速度分别为多少? 图(1)AB3.动量守恒定律的应用1）作用过程较平缓,如木块叠加类；作用过程剧烈时间极短，如弹性和完全非弹性碰撞类。2）应充分注意定律的条件和矢量性。例3：如图(2)所示，两块厚度相同的木块A和B并列紧靠着且静止放置在光滑的水平面上，其质量分别为mA=2.0kg，mB=0.90kg它们的上表面粗糙。另有质量mC=0.10kg的铅块C(质点)以vC=10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，由于摩擦，铅块最后停在本块B上，测得B、C的共同速度为v=0.50m/s，求：(1)木块A的速度 (2)铅块C离开A时的速度 vC图(2)ABC例4：如图(3)所示，内部光滑
12、的木糟质量为mA=m，置于水平桌面上，木槽与桌面间的动摩擦因数为，槽内有两个小球B、C，它们的质量分别是mB=m，mC=2m，两球间是很短的被压缩的轻弹簧（球与弹簧不连接），且B球到木槽左端、C球到木槽右端的距离均为L，这时弹簧的弹性势能为Ep=mgl，同时释放B、C球。并假设小球与槽碰撞后不分离，碰撞时间极短。求：BCAL图(3)L（1）第1个小球与槽碰撞后的共同速度；（2）第2个小球与槽碰撞后的共同速度；4.动力学规律的综合应用1) 力的观点 牛顿运动定律2) 动量的观点 动量定理、动量守恒定律3) 能量的观点 动能定理、机械能守恒定律、能量的转化和守恒定律例5 ：矩形滑块由不同材料的上下
13、两层固体组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块。若射中上层子弹刚好不穿出，若射中下层子弹刚好能嵌入，那么( )A两次子弹对滑块做的功一样多 B子弹嵌入上层时系统产生的热较多C子弹嵌入下层时受到的摩擦力较小 D子弹嵌入上层时滑块所受冲量大Ix图(4)AB例6：如图(4)所示，在水平面上有两个静止的物体A、B，质量分别为mA=2kg，mB=1kg，某时刻物块A获得一个瞬时冲量I=20Ns后开始向物块B运动，两物体发生弹性碰撞正碰后分开，且物块B仍沿原来的方向运动，已知物块A从开始运动到碰后直到停止的共运动了t=6s，两物块与水平面间的动摩擦因数均为=0.1，求：(1)碰后
14、物块B运动多长时间停止(2)开始时A、B两物块间的距离x三.专题二功能关系和动量守恒定律小结 本专题涉及到的内容是高中物理中最难最核心的部分，能量、动量、守恒思想等物理观念和学科思维方法是核心素养的内核，也贯穿到电磁学内容中，更是高考考查的重点，往往是高考题的压轴题存在，要求我们必须熟练掌握。四.课后练习及课后复习 专项训练动量守恒定律；预复专题三静电场和磁场。【专题二教后反思】专题二参考答案第1课时例1: D 例2: C 例3: C例4: W=mgl21-cos+12mg(l1+l2)tansin第2课时例1: (1) 3m/s (2) 3.2N 方向竖直向下 例2: (1) 1.28l (2) 411gl例3: D第3课时例1: B 例2: (1) ft14m (2) 4ft2-ft112m例3: (1) 0.25m/s (2) 2.75 m/s 例4: (1) gl3 方向水平向左 (2) gl12 方向水平向右 例5: A例6: (1) 8s (2) 32m