陕西省西安市2013届高三物理二轮复习 专题2 动量和能量

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第2专题 动量和能量

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考点预测

本专题涉及的内容是动力学内容的延续和深化．动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛．它们是自然界中最基本、最普遍、最重要的客观规律，也是高中物理的重点和难点、高考考查内容的重点．其命题形式一般是能量与动量综合起来考。但是，由于目前全国的课改形势以及在课程标准中的内容设置，在高考中出现的这类综合题的难点主要在于功能关系的应用上，而不是在于动量守恒定律的应用上．

另外，从2012年各地的高考考卷中也可发现，除了能量与动量的综合题外，单独考查功能原理的试题在卷中出现的概率也较大．

要点归纳

一、基本的物理概念

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1．冲量与功的比较

??冲量的定义式：I＝Ft(作用力在时间上的积累效果)

(1)定义式 ?

?功的定义式：W＝Fscos θ(作用力在空间上的积累效果)?

?冲量是矢量，既有大小又有方向(求合冲量应按矢,量合成法则来计算)?

(2)属性?

??功是标量，只有大小没有方向(求物体所受外力的,总功只需按代数和计算)

2．动量与动能的比较

?动量的定义式：p＝mv(1)定义式?1

动能的定义式：E＝mv2?

k

2

k

(2)属

??动量是矢量(动量的变化也是矢量,求动量的变化,应按矢量运算法则来计算)

性

???动能是标量(动能的变化也是标量,求动能的变化,只需按代数运算法则来计算)

??p＝2mE(3)动量与动能量值间的关系?p1

E＝＝pv??2m2

2

k

(4)动量和动能都是描述物体状态的量，都有相对性(相对所选择的参考系)，都与物体的

受力情况无关．动量的变化和动能的变化都是过程量，都是针对某段时间而言的．

二、动量观点的基本物理规律

1．动量定理的基本形式与表达式：I＝Δp． 分方向的表达式：Ix合＝Δpx，Iy合＝Δpy．

Δp2．动量定理推论：动量的变化率等于物体所受的合外力，即＝F合．

Δt3．动量守恒定律

(1)动量守恒定律的研究对象是一个系统(含两个或两个以上相互作用的物体)． (2)动量守恒定律的适用条件

①标准条件：系统不受外力或系统所受外力之和为零．

②近似条件：系统所受外力之和虽不为零，但比系统的内力小得多(如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外力与相互作用的内力相比小得多)，可以忽略不计．

③分量条件：系统所受外力之和虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统总动量的分量保持不变．

(3)使用动量守恒定律时应注意： ①速度的瞬时性； ②动量的矢量性； ③时间的同一性．

(4)应用动量守恒定律解决问题的基本思路和方法

①分析题意，明确研究对象．在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体统称为系统．对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的．

②对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是作用于系统的外力．在受力分析的基础上根据动量守恒定律的条件，判断能否应用动量守恒定律．

③明确所研究的相互作用过程，确定过程的始末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式．(注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系)

④确定正方向，建立动量守恒方程求解．

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三、功和能

1．中学物理中常见的能量

1212

动能Ek＝mv；重力势能Ep＝mgh；弹性势能E弹＝kx；机械能E＝Ek＋Ep；分子势能；分

22

子动能；内能；电势能E＝qφ；电能；磁场能；化学能；光能；原子能(电子的动能和势能之

2

和)；原子核能E＝mc；引力势能；太阳能；风能(空气的动能)；地热、潮汐能．

2．常见力的功和功率的计算： 恒力做功W＝Fscos θ； 重力做功W＝mgh；

一对滑动摩擦力做的总功Wf＝－fs路； 电场力做功W＝qU；

功率恒定时牵引力所做的功W＝Pt； 恒定压强下的压力所做的功W＝p·ΔV； 电流所做的功W＝UIt； 洛伦兹力永不做功； 瞬时功率P＝Fvcos_θ；

－W－

平均功率P＝＝Fvcos θ．

t3．中学物理中重要的功能关系

能量与物体运动的状态相对应．在物体相互作用的过程中，物体的运动状态通常要发生变化，所以物体的能量变化一般要通过做功来实现，这就是常说的“功是能量转化的量度”的物理本质．那么，什么功对应着什么能量的转化呢？在高中物理中主要的功能关系有：

(1)外力对物体所做的总功等于物体动能的增量，即W总＝ΔEk．(动能定理)

(2)重力(或弹簧的弹力)对物体所做的功等于物体重力势能(或弹性势能)的增量的负值，即W重＝－ΔEp(或W弹＝－ΔEp)．

(3)电场力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量的负值，即W电＝－ΔE电． (4)除重力(或弹簧的弹力)以外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量，即W其他＝ΔE机．(功能原理)

(5)当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功等于零时，则有ΔE机＝0，即机械能守恒．

(6)一对滑动摩擦力做功与内能变化的关系是：“摩擦所产生的热”等于滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即Q＝fs相对．一对滑动摩擦力所做的功的代数和总为负值，表示除了有机械能在两个物体间转移外，还有一部分机械能转化为内能，这就是“摩擦生热”的实质．

(7)安培力做功对应着电能与其他形式的能相互转化，即W安＝ΔE电．安培力做正功，对应着电能转化为其他能(如电动机模型)；克服安培力做负功，对应着其他能转化为电能(如发电机模型)；安培力做功的绝对值等于电能转化的量值．

(8)分子力对分子所做的功等于分子势能的增量的负值，即W分子力＝－ΔE分子．

(9)外界对一定质量的气体所做的功W与气体从外界所吸收的热量Q之和等于气体内能的变化，即W＋Q＝ΔU．

(10)在电机电路中，电流做功的功率等于电阻发热的功率与输出的机械功率之和． (11)在纯电阻电路中，电流做功的功率等于电阻发热的功率．

(12)在电解槽电路中，电流做功的功率等于电阻发热的功率与转化为化学能的功率之和．

12

(13)在光电效应中，光子的能量hν＝W＋mv0．

2

(14)在原子物理中，原子辐射光子的能量hν＝E初－E末，原子吸收光子的能量hν＝E末

－E初．

2

(15)核力对核子所做的功等于核能增量的负值，即W核＝－ΔE核，并且Δmc＝ΔE核． (16)能量转化和守恒定律．对于所有参与相互作用的物体所组成的系 …… 此处隐藏：4060字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……