专题08 动量与能量-2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍

2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍 专题08 动量与能量 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 动量定理的应用 1 【题型二】 动量守恒定律及其应用 5 【题型三】 碰撞、爆炸与反冲问题 8 【题型四】 动力学、动量和能量观点的综合应用 15 二、高考题型标准练 20 一、热点题型归纳 【题型一】 动量定理的应用 【题型解码】 1.注意动量的矢量性及动量变化量的矢量性． 2.动量定理Ft＝p′－p中“Ft”为合外力的冲量． 3.要明确过程的初、末状态． 【典例分析1】(多选)(2020·西藏高三一模)古时有“守株待兔”的寓言．假设兔子质量约为2 kg，以10 m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1 m/s，设兔子与树的作用时间为0.1 s．下列说法正确的是(　　) A．树对兔子的平均作用力大小为180 N B．树对兔子的平均作用力大小为220 N C．兔子动能变化量为－99 J D．兔子动能变化量为－101 J 【答案】　BC 【解析】　兔子撞树后反弹，以兔子为研究对象，设兔子受到的平均作用力为F，以末速度方向为正方向，由动量定理得Ft＝mv2－(－mv1)，代入数据解得F＝220 N，方向与末速度方向相同，即树对兔子的平均作用力大小为220 N，故A错误，B正确；动能变化量为ΔEk＝mv22－mv12＝－99 J，故C正确，D错误． 【典例分析2】(2020·广西桂林市调研)材料相同、质量不同的两滑块，以相同的初动能在同一水平面上运动，最后都停了下来．下列说法正确的是(　　) A．质量大的滑块摩擦力做功多 B．质量大的滑块运动的位移大 C．质量大的滑块运动的时间长 D．质量大的滑块摩擦力冲量大 【答案】　D 【解析】　滑块匀减速直线运动停下的过程，根据动能定理有Wf＝－μmgx＝0－Ek 得x＝ 故摩擦力做功相同，质量大的滑块位移小，故A、B错误； 根据动量定理有I＝－μmgt＝0－ 故质量大的滑块摩擦力冲量大，运动时间短，故C错误，D正确． 【典例分析3】(多选)(2020·河南、广东、湖北、湖南四省部分学校联考)一质量为m的物体静止在光滑水平面上，现对其施加两个水平作用力，两个力随时间变化的图象如图所示，由图象可知在t2时刻物体的(　　) A．加速度大小为 B．速度大小为 C．动量大小为 D．动能大小为 【答案】　AD 【解析】　在t2时刻，由牛顿第二定律可得物体的加速度大小a＝，故A正确；由动量定理和图线与横轴所围面积可得＝mv，则v＝得，Ek＝，故B、C错误，D正确． 【典例分析4】(2020·山东青岛高三一模)雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象。为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力，小玲同学将一圆柱形水杯置于院中，测得10分钟内杯中雨水上升了15 mm，查询得知，当时雨滴落地速度约为10 m/s，设雨滴撞击芭蕉叶面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103 kg/m3，据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为(　　) A．0.25 N B．0.5 N C．1.5 N D．2.5 N 【答案】　A 【解析】　设雨滴受到支持面的平均作用力为F，设在Δt时间内有质量为Δm的雨水的速度由v＝10 m/s减为零。不计雨滴的重力，以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理：FΔt＝0－(－Δmv)＝Δmv。得：F＝，设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在Δt时间内水面上升Δh，则有：Δm＝ρSΔh，故F＝ρSv，压强为：p＝＝ρv＝1×103×10× N/m2＝0.25 N/m2，故A正确，B、C、D错误。 【提分秘籍】 1．冲量的三种计算方法 (1)公式法：I＝Ft适用于求恒力的冲量． (2)动量定理法：适用于求变力的冲量或F、t未知的情况． (3)图象法：用F－t图线与时间轴围成的面积可求变力的冲量．若F－t成线性关系，也可直接用平均力求变力的冲量． 2．动量定理 (1)公式：FΔt＝mv′－mv (2)应用技巧 ①研究对象可以是单一物体，也可以是物体系统． ②表达式是矢量式，需要规定正方向． ③匀变速直线运动，如果题目不涉及加速度和位移，用动量定理比用牛顿第二定律求解更简捷． ④在变加速运动中F为Δt时间内的平均冲力． ⑤电磁感应问题中，利用动量定理可以求解时间、电荷量或导体棒的位移． 3．在日常的生活与生产中，常涉及流体的连续相互作用问题，用常规的方法很难解决，若构建柱体微元模型，然后用动量定理分析，则可使问题迎刃而解。解答时一般是选择一段时间内作用在某物体上的流体为研究对象。 【强化训练】 1.(202