2012高考物理复习专题总汇（一）(9)

物理之家

第二宇宙速度的计算

如果人造卫星进入地面附近的轨道速度等于或大于1l.2km／s，就会脱离地球的引力，这个速度称为第二宇宙速度． 为了用初等数学方法计算第二宇宙速度，设想从地球表面至无穷远处的距离分成无数小段ab、bc、?，等分点对应的半径为r1、r2?，如下图所示．

由于每一小段ab、bc、cd?极小，这一小段上的引力可以认为不变．因此把卫星从地表a送到b时，外力克服引力做功

W ?G(r?R)?G(r?R)?GMm(?)1121RR?r1Rr1MmMm11同理，卫星从地表移到无穷远过程中，各小段上外力做的功分别为

11W?GMm(?) 2rr1211W?GMm(?) 3rr23?

11W?GMm(?) nrrn?1n11W?GMm(?) ?rrn?把卫星送至无穷远处所做的总功

Mm W?W?W?W???W?W?G123n?R12Mm?W?G为了挣脱地球的引力卫星必须具有的动能为mv 22R?所以v22GM?2gR?11.2km/s R 第三宇宙速度的推算

脱离太阳引力的速度称为第三宇宙速度．因为地球绕太阳运行的速度为v地＝30km/s，根据推导第二宇宙速度得到的脱离引力束缚的速度等于在引力作用下环绕速度的2倍，v?2?30km/s?42.4km/s即2 地浪子

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因为人造天体是在地球上，所以只要沿地球运动轨道的方向增加△v＝12.4km／s即可，即需增加动能

12121122 E?mv?m(?v)?mv232222m(?v)．所以人造天体需具有的总能量为

得第三宇宙速度v ?16.7km/s3

动量守恒定律

一：复习要点

1．定律内容:相互作用的几个物体组成的系统，如果不受外力作用，或者它们受到的外力之和为零，则系统的总动量保持不变。

''2．一般数学表达式：m v?mv?mv?mv112211223．动量守恒定律的适用条件 ：

①系统不受外力或受到的外力之和为零（∑F合=0）；

②系统所受的外力远小于内力（F外?F内），则系统动量近似守恒；

③系统某一方向不受外力作用或所受外力之和为零，则系统在该方向上动量守恒(分方向动量守恒)

4．动量恒定律的五个特性

①系统性：应用动量守恒定律时，应明确研究对象是一个至少由两个相互作用的物体组成的系统，同时应确保整个系统的初、末状态的质量相等

②矢量性：系统在相互作用前后，各物体动量的矢量和保持不变．当各速度在同一直线上时，应选定正方向，将矢量运算简化为代数运算

③同时性：v1,v2应是作用前同一时刻的速度，v1,v2应是作用后同—时刻的速度 ④相对性：列动量守恒的方程时，所有动量都必须相对同一惯性参考系，通常选取地球作参考系

⑤普适性：它不但适用于宏观低速运动的物体，而且还适用于微观高速运动的粒子．它与牛顿运动定律相比，适用范围要广泛得多，又因动量守恒定律不考虑物体间的作用细节，在解决问题上比牛顿运动定律更简捷

''二：典题分析

1.放在光滑水平面上的A、B两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手控制小车处于静止状态，下列说法正确的是 ( )

浪子

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A.两手同时放开，两车的总动量等于零

B．先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右 C．先放开右手，后放开左手，两车的总动量向左

D．先放开右手，后放开左手，两车的总动量为零 解析：该题考查动量守恒的条件，答案为 AB

2．Ａ、Ｂ两滑块在一水平长直气垫导轨上相碰．用频闪照相机在ｔ０＝0，ｔ１＝Δｔ，ｔ２＝2Δｔ，ｔ３＝3Δｔ各时刻闪光四次，摄得如图所示照片，其中Ｂ像有重叠，ｍＢ＝（3／2）ｍＡ，由此可判断 （ ）

Ａ．碰前Ｂ静止，碰撞发生在60ｃｍ处，ｔ＝2.5Δｔ时刻 Ｂ．碰后Ｂ静止，碰撞发生在60ｃｍ处，ｔ＝0.5Δｔ时刻 Ｃ．碰前Ｂ静止，碰撞发生在60ｃｍ处，ｔ＝0.5Δｔ时刻 Ｄ．碰后Ｂ静止，碰撞发生在60ｃｍ处，ｔ＝2.5Δｔ时刻

解析：该题重点考查根据照片建立碰撞的物理图景，答案为 B

3．质量为50㎏的人站在质量为150㎏（不包括人的质量）的船头上，船和人以0.20m/s的速度向左在水面上匀速运动，若人用t =10s的时间匀加速从船头走到船尾，船长L＝5m，则船在这段时间内的位移是多少？（船所受水的阻力不计）

L

S

分析：（该题利用动量守恒重点考查了人、船模型中速度关系、位移关系） 解析：设人走到船尾时，人的速度为vx，船的速度为vy

?m?Mv?mv?Mv 对系统分析：动量守恒? 0xy 对船分析：（匀加速运动） S =

v0?vy2?t

对人分析：（匀加速运动） S?L?v0?vx2?t

浪子

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得：S = 3.25 m.

4．如图所示，一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右并非放有序号是1，2，3，?，n的物体，所有物块的质量均为m，与木板间的动摩擦因数都相同，开始时，木板静止不动，第1，2，3，?n号物块的初速度分别是v，2 v，3 v，?nv，方向都向右，木板的质量与所有物块的总质量相等 ,最终所有物块与木板以共同速度匀速运动。设物块之间均无相互碰撞，木板足够长。试求： （1）所有物块与木板一起匀速运动的速度vn； （2）第1号物块与木板刚好相对静止时的速度v；

（3）通过分析与计算说明第k号（k＜n＝物块的最小速度vK

分析：（多个物体组成的系统，应恰当选择小系统利用动量守恒定律求解）

在木板上各个物块相对木板运动，都给木板一个向右的磨擦力，因各个物块质量相同，滑动磨擦力都一样，木板在磨擦力的作用下向右加速。由于每个物块的初始速度不同，因而相对木板静止的物块顺序依次是1，2，?，n号，当第一号物块由v到相对木板静止时，其动量变化设为△p，则其他各个所有物块在这段时间内的动量变化也都为△p（f相同，T相同），因木板与所有物块总动量守恒，故可用动量守恒关系求出第1号物块相对木板静止时的速度。

解析：（1）设所有物块都相对木板静止时的速度为 vn，因木板与所有物块系统水平方向不受外力，动量守恒，应有：

1 m v+m·2 v+m·3 v+?+m·n v=（M + nm）vn ○2 M = nm， ○解得: vn=

14V0 1 2V0 2 nV0 n （n+1）v，

浪子

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（2）设第1号物块相对木板静止时的速度为v，取木板与物块1为系统一部分，第2 号物块到第n号物块为系统另一部分，则 木板和物块1 △p =（M + m）v-m v， 2至n号物块 △p=（n-1）m·（v- v）

由动量守恒定律： △p=△p， 解得 v=

123 v， ○

（3）设第k号物块相对木板静止时的速度由v ，则第k号物块速度由k v减为v的过程中，序数在第k号物块后面的所有物块动量都减小m（k v- v），取木板与序号为1至K号以前的各物块为一部分，则

△p=（M+km）v-（m v+m·2 v+?+mk v）=（n+k）m v-序号在第k以后的所有物块动量减少的总量为 △p=（n-k）m（k v- v） 由动量守恒得 △p=△p， 即

（n+k）m v-k2k2（k+1）m v

（k+1）m v= （n-k）m（k v- v）， (2n?1?k)kv04n解得 v=

5.如图所示，人与冰车质量为M，球质量为m，开始均静 …… 此处隐藏：1571字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……