内容正文:
押题高考江苏卷第9、14题
动量与电磁感应
动量一般以生活实际为背景命题,进行模型化受力分析。往往涉及动态平衡问题及多物体、连接体构成的系统分析,涉及整体法与隔离法相结合分析方法。
电磁感应在选择题部分往往考察偏基础,一般结合生活实际应用如手机充电等为背景考察,并可能考察图像判断问题
考点内容
常见题型及要求
考点一 动量定理
选择题、计算题
考点二 动量守恒
选择题、计算题
考点二 电磁感应
选择题、计算题
1.冲量的三种计算方法
公式法
I=Ft适用于求恒力的冲量
动量定理法
多用于求变力的冲量或F、t未知的情况
图像法
F-t图线与时间轴围成的面积表示力的冲量.若F-t成线性关系,也可直接用平均力求解
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.流体作用的柱状模型
对于流体运动,可沿流速v的方向选取一段柱形流体,设在极短的时间Δt内通过某一横截面S的柱形流体的长度为Δl,如图1所示.设流体的密度为ρ,则在Δt的时间内流过该横截面的流体的质量为Δm=ρSΔl=ρSvΔt,根据动量定理,流体微元所受的合外力的冲量等于该流体微元动量的增量,即FΔt=ΔmΔv,分两种情况:(以原来流速v的方向为正方向)
图1
(1)作用后流体微元停止,有Δv=-v,代入上式有F=-ρSv2;
(2)作用后流体微元以速率v反弹,有Δv=-2v,代入上式有F=-2ρSv2.
4.动量守恒定律的三种表达形式
(1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,作用前的动量之和等于作用后的动量之和(用的最多).
(2)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向.
(3)Δp=0,系统总动量的增量为零.
5.安培力的分析与计算
方向
左手定则
大小
直导线
F=BILsin θ
θ=0时F=0,θ=90°时F=BIL
导线为曲线时
等效为ac直线电流
受力分析
根据力的平衡条件或牛顿运动定律列方程
二级结论
同向电流相互吸引,反向电流相互排斥
6. 电磁感应常见物理量分析
在导体单杆切割磁感线做变加速运动时,若牛顿运动定律和能量观点不能解决问题,可运用动量定理巧妙解决问题
求解的物理量
应用示例
电荷量或速度
-BLΔt=mv2-mv1,q=Δt.
位移
-=0-mv0,即-=0-mv0
时间
-BLΔt+F其他Δt=mv2-mv1
即-BLq+F其他Δt=mv2-mv1
已知电荷量q、F其他(F其他为恒力)
-+F其他Δt=mv2-mv1,Δt=x
已知位移x、F其他(F其他为恒力)
考点一 动量定理
1.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.
【真题精讲】
1. 如图甲所示,质量M=0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m=0.2 kg的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F,4 s后撤去力F.若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法正确的是( ).
A.0-4 s时间内拉力的冲量为3.2 N·s
B.t=4 s时滑块的速度大小为17.5 m/s
C.木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s
D.木板的速度最大为2 m/s
【巩固训练】
2. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体.若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A.增加了司机单位面积的受力大小
B.减少了碰撞前后司机动量的变化量
C.将司机的动能全部转换成汽车的动能
D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
考点二 动量守恒
1.判断守恒的三种方法
(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力为0,如光滑水平面上的板-块模型、电磁感应中光滑导轨上的双杆模型.
(2)近似守恒:系统内力远大于外力,如爆炸、反冲.
(3)某一方向守恒:系统在某一方向上所受外力的合力为0,则在该方向上动量守恒,如滑块-斜