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动量和机械能的综合运用

来源:德智教育 日期:2018-03-02 声音播放

动量守恒定律和机械能守恒定律都是高中物理中的重点和难点,它们的综合应用是近年高考压轴题所考查的重要知识点.认清两守恒定律的相似之处和不同点,才能更好地掌握两定律,以便在解题时能灵活运用.

【考纲要求】 

1.熟练掌握动量守恒定律并能灵活应用。

 2.熟练掌握机械能守恒定律并能灵活应用。 

3.能综合应用动量守恒定律和机械能守恒定律解答有关综合题。 

4.能正确比较和区分动量守恒定律和机械能守恒定律成立条件、使用方法及注意事项的异同点。 

 

【知识结构】 

 

【热点导析】 

1.动量守恒定律和机械能守恒定律的相似之处 

1)两个定律都是用“守恒量”表示自然界的变化规律,研究对象均为物体系,运用“守恒量”表示物体系运动状态变化规律是物理研究中的重要方面。我们学习物理,就要学会用守恒定律处理问题。 

2)两个守恒定律均是在一定条件下才成立,它们都是用运动前、后两个状态的守恒量的相等来表示物体系的规律特征的,因此,它们的表达式是相似的,且它们的表达式均有多种形式。 

3)运用守恒定律解题都要注意其整体性(不是其中一个物体)、相对性(表达式的速度和其他有关物理量必须对同一参考系)、同时性(物体系内各物体的动量和机械能都是同一时刻的)、阶段性(满足条件后,各过程的始末均守恒)。求解问题时,都只需考虑运动的初状态和末状态,而不必考虑两个状态之间的过程细节。 

4)两个定律都可用实验加以验证,都可用理论进行论证,动量守恒定律是将动量定理用于相互作用的物体,在不受外力的条件下推导出来的;机械能守恒定律是将动能定理用于物体系(物体和地球组成系统),在只有重力做功的条件下推导而成的。 

 

2.动量守恒与机械能守恒的不同之处 

1)守恒量不同,动量守恒定律的守恒量是动量,机械能守恒定律的守恒量是机械能。因此它所表征的守恒规律是有本质区别的,动量守恒时,机械能可能不守恒,也可能守恒;反之亦然。 

2)守恒条件不同,动量守恒定律的适用条件是系统不受外力(或某一方向系统不受外力),或系统所受的合外力等于零,或者系统所受的合外力远小于系统之间的内力。机械能守恒定律适用的条件是只有重力做功;或者只有重力做功,受其他力,但其他力不做功;或者除重力的功外,还有其他力做功,但这些力做功的代数和为零。 

3)表达式不同,动量守恒定律的表达式是一个矢量式,不论是m1v1+mv2=m1v1+mv2′,还是p1+p2=p1+p2′,或者Δp1=-Δp2均是矢量式,对于在一直线上运动的物体系,只要规定正方向,动量守恒定律可表示为代数式。机械能守恒定律的表达式为标量式,一般它表示为Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,或ΔEp=-ΔEk;或者ΔEa=-ΔEb(将系统分成ab两部分来研究)。 

 

3.动量守恒定律和机械能守恒及转化(即能量守恒定律) 

是近年高考压缩所考查的重点知识点,不包括选择题和填空题,只以计算和论述形式在全国试卷中出现的年份就有许多。在其他类型高考试卷中也反复出现。所以认真分析该类问题,注意常规解法,灵活运用其中规律,是第二轮复习的一个重点。

【课程推荐】

动量守恒定律

动量守恒定律应用非常广泛,但也容易造成不问条件乱套公式的错误,它与机械能守恒定律的内容不同,条件也不同,很多同学容易混淆。希望通过本课的学习使同学们准确理解动量守恒定律的条件;掌握动量守恒定律的含义,了解动量守恒定律在实际问题中运用,并学会灵活地应用动量守恒定律解决实际问题。

动量与机械能综合应用(一)

动量与机械能综合应用(二)

 

功能关系、能量守恒、动量定理和动量守恒是历年高考的重点内容,考查重点仍放在分析问题和解决问题的能力上。因此,在第二轮复习中,还是应在熟练掌握基本概念和规律的同时,注重分析综合能力的培养,训练从能量、动量角度分析问题的思维方法。

动量、机械能综合例题分析

动量守恒定律与机械能守恒、能量转化、电磁感应等相关知识的综合应用,是每年高考不可回避的考查重点,考查的难点将集中于复杂物理过程的分析、动量守恒条件的判定,参与作用的物体系统(研究对象)灵活选取等方面,我们要重视并掌握这类题的解题思路方法。


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