专题2.5 能量与动量-2023届高考物理二、三轮复习总攻略

第2部分 核心主干专题突破 专题2.5 能量与动量 目录 【突破高考题型】 1 题型一　动量定理及应用 1 题型二　动量守恒定律及其应用 3 类型1　动量守恒的判断 3 类型2　多个物体多次作用问题 4 类型3　“人船模型”的应用 4 题型三 碰撞、爆炸与反冲 5 题型四 动量和能量的综合问题 7 类型1　动力学、动量与能量观点的综合应用 7 类型2　含有弹簧的动量和能量的综合问题 8 类型3　子弹打木块中的动量和能量的综合问题 9 类型4　板块问题中的动量和能量的综合问题 10 【专题突破练】 10 【突破高考题型】 题型一　动量定理及应用 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：多用于求变力的冲量或F、t未知的情况。 (3)图像法：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在匀变速直线运动中，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。 【例1】 (2022·北京西城二模)一位同学在水平地面上做立定跳远，他从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，在位置②和⑤时他的重心到地面的距离近似相等。以下说法正确的是(　　) A．在位置③，人的速度为0 B．从位置②到⑤，重力对人的冲量几乎为0 C．从位置②到⑤，重力做功几乎为0 D．在位置②起跳至离地的过程中，支持力的冲量与重力的冲量大小相等 【例2】．如图所示为某物业公司的宣传提醒牌。从提供的信息知：一枚50 g的鸡蛋从17楼(离地面人的头部高度为45 m)落下， 能砸破人的头骨。若鸡蛋壳与人头部的作用时间为4.5×10－4 s，人的质量为50 kg，重力加速度g取10 m/s2，则头骨受到的平均冲击力约为(　　) A．1 700 N B．2 000 N C．3 300 N D．4 500 N 【例3】. (2021·福建高考)福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为24.5 m/s～28.4 m/s，16级台风的风速范围为51.0 m/s～56.0 m/s。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的(　　) A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍 【方法总结】用动量定理解决连续的流体问题 在日常的生活和生产中，常涉及流体的连续相互作用问题，解决方法构建柱体微元模型，然后用动量定理分析求解。分析步骤如下： 题型二　动量守恒定律及其应用 类型1　动量守恒的判断 【例1】如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M2的物块。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是(　　) A．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 B．小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒 C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 D．槽将不会再次与墙接触 【规律总结】判断系统动量是否守恒的“三注意” (1)注意所选取的系统——所选的系统组成不同，结论往往不同。 (2)注意所研究的运动过程——系统的运动分为多个过程时，有的过程动量守恒，另一过程则可能不守恒。 (3)注意守恒条件——整体不满足系统动量守恒条件时，在某一方向可能满足动量守恒条件。　　 类型2　多个物体多次作用问题 【例2】[多选](2020·全国卷Ⅱ)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg 的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为(　　) A．48 kg　　　　　　　　 B．53 kg C．58 kg D．63 kg 【规律总结】应用动量守恒定律解题的两点提醒 (1)应用动量守恒时应注意系统的组成和过程的选取。 (2)两物体沿同一直线运动，避免相撞的临界条件是二者同向同速。　　 类型3　“人船模型”的应用 【例3】 (多选)如图所示，水平面上一半圆弧槽N的质量为2m，槽的半径为r，槽两侧的最高点等高。将一质