第一篇:天津高考物理專(zhuān)題:動(dòng)量和能量的綜合問(wèn)題
專(zhuān)題:動(dòng)量和能量的綜合問(wèn)題
一、大綱解讀
動(dòng)量、能量思想是貫穿整個(gè)物理學(xué)的基本思想,應(yīng)用動(dòng)量和能量的觀(guān)點(diǎn)求解的問(wèn)題,是力學(xué)三條主線(xiàn)中的兩條主線(xiàn)的結(jié)合部,是中學(xué)物理中涉及面最廣,靈活性最大,綜合性最強(qiáng),內(nèi)容最豐富的部分,以?xún)纱蠖膳c兩大定理為核心構(gòu)筑了力學(xué)體系,能夠滲透到中學(xué)物理大部分章節(jié)與知識(shí)點(diǎn)中。將各章節(jié)知識(shí)不斷分化,再與動(dòng)量能量問(wèn)題進(jìn)行高層次組合,就會(huì)形成綜合型考查問(wèn)題,全面考查知識(shí)掌握程度與應(yīng)用物理解決問(wèn)題能力,是歷年高考熱點(diǎn)考查內(nèi)容,而且命題方式多樣,題型全,分量重,小到選擇題,填空題,大到壓軸題,都可能在此出題.考查內(nèi)容涉及中學(xué)物理的各個(gè)版塊,因此綜合性強(qiáng).主要綜合考查動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律、動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的運(yùn)用等.相關(guān)試題可能通過(guò)以彈簧模型、滑動(dòng)類(lèi)模型、碰撞模型、反沖等為構(gòu)件的綜合題形式出現(xiàn),也有可能綜合到帶電粒子的運(yùn)動(dòng)及電磁感應(yīng)之中加以考查.
二、重點(diǎn)剖析
1.獨(dú)立理清兩條線(xiàn):一是力的時(shí)間積累--沖量--動(dòng)量定理--動(dòng)量守恒;二是力的空間移位積累--功--動(dòng)能定理--機(jī)械能守恒--能的轉(zhuǎn)化與守恒.把握這兩條主線(xiàn)的結(jié)合部:系統(tǒng)。即兩個(gè)或兩個(gè)以上物體組成相互作用的物體系統(tǒng)。動(dòng)量和能量的綜合問(wèn)題通常是以物體系統(tǒng)為研究對(duì)象的,這是因?yàn)閯?dòng)量守恒定律只對(duì)相互作用的系統(tǒng)才具有意義。2.解題時(shí)要抓特征扣條件,認(rèn)真分析研究對(duì)象的過(guò)程特征,若只有重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力做功就看是
否要應(yīng)用機(jī)械能守恒定律;若涉及其他力做功,要考慮能否應(yīng)用動(dòng)能定理或能的轉(zhuǎn)化關(guān)系建立方程;若過(guò)程滿(mǎn)足合外力為零,或者內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,判斷是否要應(yīng)用動(dòng)量守恒;若合外力不為零,或沖量涉及瞬時(shí)作用狀態(tài),則應(yīng)該考慮應(yīng)用動(dòng)量定理還是牛頓定律.
3.應(yīng)注意分析過(guò)程的轉(zhuǎn)折點(diǎn),如運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的碰撞、爆炸等相互作用,它是不同物理過(guò)程的交匯點(diǎn),也是物理量的聯(lián)系點(diǎn),一般涉及能量變化過(guò)程,例如碰撞中動(dòng)能可能不變,也可能有動(dòng)能損失,而爆炸時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能會(huì)增加.
三、考點(diǎn)題型歸納:
例
1、如圖所示,光滑曲面軌道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小車(chē)上表面相平,質(zhì)量為m的小滑塊從光滑軌道上某處由靜止開(kāi)始滑下并滑上小車(chē),使得小車(chē)在光滑水平面上滑動(dòng)。已知小滑塊從高為H的位置由靜止開(kāi)始滑下,最終停到小車(chē)上。若小車(chē)的質(zhì)量為M。g表示重力加速度,求:
(1)滑塊到達(dá)軌道底端時(shí)的速度大小V0
(2)滑塊滑上小車(chē)后,小車(chē)達(dá)到的最大速度V(3)該過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q(4)若滑塊和車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則車(chē)的長(zhǎng)度至少為多少?
練
1、如圖所示,木塊質(zhì)量m=0.4kg,它以速度v=20 m/s水平地滑上一輛靜止的平板小車(chē),已知小車(chē)質(zhì)量M=1.6kg,木塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,木塊沒(méi)有滑離小車(chē),地面光滑,g取10m/s2,求:
(1)木塊相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)小車(chē)的速度;
(2)從木塊滑上小車(chē)到木塊相對(duì)于小車(chē)剛靜止時(shí),小車(chē)移動(dòng)的距離.(3)小車(chē)至少多長(zhǎng)
練11如圖所示,質(zhì)量M=1.0kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上,在長(zhǎng)木板的右端放一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),小滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用水平恒力F=6.0N向右拉長(zhǎng)木板,使小滑塊與長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),經(jīng)過(guò)t=1.0s撤去力F.小滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終沒(méi)有從長(zhǎng)木板上掉下.求:
(1)撤去力F時(shí)小滑塊和長(zhǎng)木板的速度各是多大;(2)運(yùn)動(dòng)中小滑塊距長(zhǎng)木板右端的最大距離是多大.
例
2、如圖所示,abc是光滑的軌道,其中ab是水平的,bc為與ab相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓,半徑R=0.30m.質(zhì)量m=0.20kg的小球A靜止在軌道上,另一質(zhì)量M=0.60kg、速度V=5.5m/s的小球B與小球A正碰.已知相碰后小球A經(jīng)過(guò)半圓的最高點(diǎn)c落到軌道上距b點(diǎn)為L(zhǎng)=4R處,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)碰撞結(jié)束時(shí),小球A和B的速度大?。?/p>
(2)試論證小球B是否能沿著半圓軌道到達(dá)c點(diǎn)?
練
2、在光滑的水平面上,一質(zhì)量為mA=0.1kg的小球A,以V0=8 m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng),與質(zhì)量為mB=0.2kg的靜止小球B發(fā)生彈性正碰。碰后小球B滑向與水平面相切、半徑為R=0.5m的豎直放置的光滑半圓形軌道,且恰好能通過(guò)最高點(diǎn)N后水平拋出。g=10m/s2。求:(1)碰撞后小球B的速度大小;
(2)小球B從軌道最低點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)N的過(guò)程中所受合外力的沖量;(3)碰撞過(guò)程中系統(tǒng)的機(jī)械能損失。
例3:如圖所示,坡道頂端距水平面高度為h,質(zhì)量為m1的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下,進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失,為使A制動(dòng),將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線(xiàn)M處的墻上,另一端與質(zhì)量為m2的檔板相連,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),B恰好位于滑道的末端O點(diǎn)。A與B碰撞時(shí)間極短,碰撞后結(jié)合在一起共同壓縮彈簧。已知在OM段A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,其余各處的摩擦不計(jì),重力加速度為g,求:(1)物塊A在檔板B碰撞瞬間的速度v的大?。?/p>
(2)彈簧最大壓縮時(shí)為d時(shí)的彈性勢(shì)能EP(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)。
練
3、如圖所示,輕彈簧的一端固定,另一端與滑塊B相連,B靜止在水平面上的O點(diǎn),此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng).另一質(zhì)量與B相同的滑塊A從P點(diǎn)以初速度v0向B滑行,經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí),與B相碰,碰撞時(shí)間極短,碰后A、B粘在一起運(yùn)動(dòng).滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn),與平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g.求:
(1)碰后瞬間,A、B共同的速度大??;
(2)若A、B壓縮彈簧后恰能返回到O點(diǎn)并停止,求彈簧的最大壓縮量;(3)整個(gè)過(guò)程中滑塊B對(duì)滑塊A做的功.
例
4、質(zhì)量為M=6kg的木板B靜止于光滑水平面上,物塊A質(zhì)量為m=3kg,停在B的左端.質(zhì)量為m0=1kg的小球用長(zhǎng)為R=0.8m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O上,將輕繩拉著至水平位置后,由靜止釋放小球,小球在最低點(diǎn)與A發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間極短且無(wú)機(jī)械能損失,物塊與小球可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力.已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度g=10m/s2.求:(1)小球與A碰撞前的瞬間,繩子對(duì)小球的拉力F的大小;
(2)為使A、B達(dá)到共同速度前A不滑離木板,木板長(zhǎng)L至少多長(zhǎng).
練
4、如圖所示,長(zhǎng)R=0.6m的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端系著質(zhì)量m2=0.1kg的小球B,小球B剛好與水平面相接觸。現(xiàn)使質(zhì)量m1=0.3kg的物塊A以vo=4m/s的速度向B運(yùn)動(dòng),1A與水平面間的接觸面光滑。A、B碰撞后,物塊A的速度變?yōu)榕銮八查g速度的,小球B能
22在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度g=l0m/s,A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)。求:
①在A與B碰撞后瞬間,小球B的速度v2的大?。?/p>
②小球B運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn)時(shí)受到細(xì)繩的拉力大小。
1、如圖所示,足夠長(zhǎng)的水平粗糙軌道與固定在水平面上的光滑弧形軌道在P點(diǎn)相切,質(zhì)量為m的滑塊B靜止于P點(diǎn);質(zhì)量為2m的滑塊A由靜止開(kāi)始沿著光滑弧形軌道下滑,下滑的起始位置距水平軌道的高度為h,滑塊A在P點(diǎn)與靜止的滑塊B碰撞后,兩滑塊粘合在一起共同向左運(yùn)動(dòng).兩滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn),且與水平軌道的動(dòng)摩擦因素均為?P點(diǎn)切線(xiàn)水平.求:(1)滑塊A到達(dá)P點(diǎn)與B碰前瞬間的速度大??;(2)兩滑塊最終停止時(shí)距P點(diǎn)的距離.2、如圖所示,水平桌面距地面高h(yuǎn)=0.80 m,桌面上放置兩個(gè)小物塊A、B,物塊B置于桌面右邊緣,物塊A與物塊B相距s=2.0 m,兩物塊質(zhì)量mA、mB均為0.10 kg.現(xiàn)使物塊A以速度v0=5.0 m/s向物塊B運(yùn)動(dòng),并與物塊B發(fā)生正碰,碰撞時(shí)間極短,碰后物塊B水平飛出,落到水平地面的位置與桌面右邊緣的水平距離x=0.80 m.已知物塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40,重力加速度g取10 m/s2,物塊A和B均可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力.求:(1)兩物塊碰撞前瞬間物塊A速度的大?。?2)兩物塊碰撞后物塊B水平飛出的速度大??;(3)兩物塊碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能.
3、如圖所示,質(zhì)量為M=2kg的足夠長(zhǎng)的小平板車(chē)靜止在光滑水平面上,車(chē)的一端靜止著質(zhì)量為MA=2kg的物體A(可視為質(zhì)點(diǎn))。一個(gè)質(zhì)量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度射穿A后,速度變?yōu)?00m/s(子彈不會(huì)落在車(chē)上),最后物體A靜止在車(chē)上。若物體A與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。則(取g=10m/s2)(1)平板車(chē)最后的速度是多大?(2)子彈射穿物體A過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為多少?(3)A在平板車(chē)上滑行的距離為多少?
4、如圖,質(zhì)量為m的b球用長(zhǎng)h的細(xì)繩懸掛于水平軌道BC的出口C處。質(zhì)量也為m的小球a,從距BC高h(yuǎn)的A處由靜止釋放,沿ABC光滑軌道滑下,在C處與b球正碰并與b粘在一起。已知BC軌道距地面的高度為0.5h,懸掛b球的細(xì)繩能承受的最大拉力為2.8mg。試問(wèn):
(1)a與b球碰前瞬間的速度多大?
(2)a、b兩球碰后,細(xì)繩是否會(huì)斷裂?若細(xì)繩斷裂,小球在DE水平面上的落點(diǎn)距C的水平距離是多少?若細(xì)繩不斷裂,小球最高將擺多高?
5、如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的繩子一端固定在O點(diǎn),另一端系質(zhì)量為m的小球,小球靜止在光滑水平面上.現(xiàn)用大小為F水平恒力作用在另一質(zhì)量為2m的物塊上,使其從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去該力,物塊與小球發(fā)生正碰后速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,小球恰好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).已知重力加速度為g,小球和物體均可視為質(zhì)點(diǎn),試求:(1)小物塊碰撞前速度V0的大??;(2)碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能;(3)恒力F作用時(shí)間.6、如圖所示,內(nèi)壁粗糙、半徑R=0.4 m的四分之一圓弧軌道AB在最低點(diǎn)B與光滑水平軌道BC相切.質(zhì)量m=0.2 kg的小球b左端連接一輕質(zhì)彈簧,靜止在光滑水平軌道上,另一質(zhì)量m1=0.2 kg的小球a自圓弧軌道頂端由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力為小球a重力的2倍,忽略空氣阻力,重力加速度g=10 m/s2求:(1)小球a由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,摩擦力做功Wf;
(2)小球a通過(guò)彈簧與小球b相互作用的過(guò)程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep;
(3)小球a通過(guò)彈簧與小球b相互作用的整個(gè)過(guò)程中,彈簧對(duì)小球b的沖量I的大?。?/p>
第二篇:物理動(dòng)量簡(jiǎn)單小結(jié)
1. 沖量
物體所受外力和外力作用時(shí)間的乘積;矢量;過(guò)程量;I=Ft;單位是N·s。2. 動(dòng)量
物體的質(zhì)量與速度的乘積;矢量;狀態(tài)量;p=mv;單位是kg ·m/s;1kg ·m/s=1 N·s。3. 動(dòng)量守恒定律
一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。4. 動(dòng)量守恒定律成立的條件
系統(tǒng)不受外力或者所受外力的矢量和為零;內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力;如果在某一方向上合外力為零,那么在該方向上系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。5. 動(dòng)量定理
系統(tǒng)所受合外力的沖量等于動(dòng)量的變化;I=mv末-mv初。6. 反沖
在系統(tǒng)內(nèi)力作用下,系統(tǒng)內(nèi)一部分物體向某方向發(fā)生動(dòng)量變化時(shí),系統(tǒng)內(nèi)其余部分物體向相反的方向發(fā)生動(dòng)量變化;系統(tǒng)動(dòng)量守恒。7. 碰撞
物體間相互作用持續(xù)時(shí)間很短,而物體間相互作用力很大;系統(tǒng)動(dòng)量守恒。8. 彈性碰撞
如果碰撞過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)能損失很小,可以略去不計(jì),這種碰撞叫做彈性碰撞。9. 非彈性碰撞
碰撞過(guò)程中需要計(jì)算損失的動(dòng)能的碰撞;如果兩物體碰撞后黏合在一起,這種碰撞損失的動(dòng)能最多,叫做完全非彈性碰撞
第三篇:2012高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié)教案:動(dòng)量
2012高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié)教案:動(dòng)量
動(dòng) 量
知識(shí)要點(diǎn):
一、沖量
1、沖量:作用在物體上的力和力的作用時(shí)間的乘積叫做沖量。表示為I=F·t。
2、沖量是個(gè)矢量。它的方向與力的方向相同。
3、沖量的單位:在國(guó)際單位制中,沖量的單位是牛頓·秒(N·S)。
4、物體受到變力作用時(shí),可引入平均作用力的沖量。I?F·t。
要點(diǎn):
1、沖量是力的時(shí)間積累量,是與物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程相聯(lián)系的量。沖量的作用效果是使物體動(dòng)量發(fā)生改變,因此沖量的大小和方向只與動(dòng)量的增量直接發(fā)生聯(lián)系,而與物體動(dòng)量沒(méi)有什么直接必然聯(lián)系。
2、沖量是矢量,因而可用平行四邊形法則進(jìn)行合成和分解。合力的沖量總等于分力沖量的矢量和。
二、動(dòng)量
1、動(dòng)量:物體質(zhì)量與它的速度的乘積叫做動(dòng)量。表示為P。?mv
2、動(dòng)量是矢量,它的方向與物體的速度方向相同。
3、動(dòng)量的單位:在國(guó)際單位制中,動(dòng)量的單位為千克·米/秒(kg·m/s)。
要點(diǎn):
1、動(dòng)量與物體的速度有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系。說(shuō)物體的動(dòng)量要指明是哪一時(shí)刻或哪一個(gè)位置時(shí)物體的動(dòng)量。所以動(dòng)量是描述物體瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一個(gè)物理量。動(dòng)量與物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān),但它不能表示物體運(yùn)動(dòng)快慢,兩個(gè)質(zhì)量不同的物體具有相同的速度,但不具有相同的動(dòng)量。
2、當(dāng)物體在一條直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)時(shí),其動(dòng)量的方向可用正負(fù)號(hào)表示。
3、動(dòng)能與動(dòng)量都是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量,但意義不同。物體動(dòng)能增量與力的空間積累量——功相聯(lián)系,而物體動(dòng)量的增量則與力的時(shí)間積累量——沖量相聯(lián)系。
三、動(dòng)量定理
四、1、物體受到?jīng)_量的作用,將引起它運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化,具體表現(xiàn)為動(dòng)量的變化。
2、動(dòng)量定理:物體所受的合外力的沖量等于物體動(dòng)量的增量。用公式表示為:
Ft·???Pv?mv 2P1m21合要點(diǎn):
1、在中學(xué)階段,動(dòng)量定理的研究對(duì)象是一個(gè)物體。不加聲明,應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí),總是以地面為參照系,即P1,P2,?P都是相對(duì)地面而言的。
2、動(dòng)量定理是矢量式,它說(shuō)明合外力的沖量與物體動(dòng)量變化,不僅大小相等,而且方向相同。在應(yīng)用動(dòng)量定理解題時(shí),要特別注意各矢量的方向,若各矢量方向在一條直線(xiàn)上,可選定一個(gè)正方向,用正負(fù)號(hào)表示各矢量的方向,就把矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。
3、動(dòng)量定理和牛頓
變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況,就更為簡(jiǎn)便。
四、動(dòng)量守恒定律
1、動(dòng)量守恒定律內(nèi)容:系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量就保持不變。用公式表示為:
或 m PP??PP?v?mvm?v?mv????121211221122
2、動(dòng)量守恒定律的適用范圍:動(dòng)量守恒定律適用于慣性參考系。無(wú)論是宏觀(guān)物體構(gòu)成的宏觀(guān)系統(tǒng),還是由原子及基本粒子構(gòu)成的微觀(guān)系統(tǒng),只要系統(tǒng)所受合外力等于零,動(dòng)量守恒定律都適用。
3、動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是物體系。物體之間的相互作用稱(chēng)為物體系的內(nèi)力,系統(tǒng)之外的物體的作用于該系統(tǒng)內(nèi)任一物體上的力稱(chēng)為外力。內(nèi)力只能改變系統(tǒng)中個(gè)別物體的動(dòng)量,但不能改變系統(tǒng)的總動(dòng)量。只有系統(tǒng)外力才能改變系統(tǒng)的總動(dòng)量。
要點(diǎn):
1、在中學(xué)階段常用動(dòng)量守恒公式解決同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體相互作用的問(wèn)題,在這種情況下應(yīng)規(guī)定好正方向,v方向由正、負(fù)號(hào)表示。、v、v、v??1212
2、兩個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)如果在某個(gè)方向所受合外力為零,則系統(tǒng)在這個(gè)方向上動(dòng)量守恒。
3、碰撞、爆炸等過(guò)程是在很短時(shí)間內(nèi)完成的,物體間的相互作用力(內(nèi)力)很大,遠(yuǎn)大于外力,外力可忽略。碰撞、爆炸等作用時(shí)間很短的過(guò)程可以認(rèn)為動(dòng)量守恒。
五、碰撞
1、碰撞:碰撞現(xiàn)象是指物體間的一種相互作用現(xiàn)象。這種相互作用時(shí)間很短,并且在作用期間,外力的作用遠(yuǎn)小于物體間相互作用,外力的作用可忽略,所以任何碰撞現(xiàn)象發(fā)生前后的系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變。
2、正碰:兩球碰撞時(shí),如果它們相互作用力的方向沿著兩球心的連線(xiàn)方向,這樣的碰撞叫正碰。
3、彈性正碰、非彈性正碰、完全非彈性正碰:
①如果兩球在正碰過(guò)程中,系統(tǒng)的機(jī)械能無(wú)損失,這種正碰為彈性正碰。
②如果兩球在正碰過(guò)程中,系統(tǒng)的機(jī)械能有損失,這樣的正碰稱(chēng)為非彈性正碰。
③如果兩球正碰后粘合在一起以共同速度運(yùn)動(dòng),這種正碰叫完全非彈性正碰。
4、彈性正確分析:
①過(guò)程分析:彈性正碰過(guò)程可分為兩個(gè)過(guò)程,即壓縮過(guò)程和恢復(fù)過(guò)程。見(jiàn)下圖。
②規(guī)律分析:彈性正碰過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒(機(jī)械能表現(xiàn)為動(dòng)能)。則有下式:
mv?mv?mvmv①?????11221122 ?11212212 mv?mvvv??m?②1122?m1122?2222? 解得v1???m1?m2?v1?2m2v2m1?m2
mmv2mv??2?12?11v ??2mm1?2 mm討論:①當(dāng)m即mv,vv????1、2交換速度。②當(dāng)v1?2時(shí),v2?0時(shí),1221碰后,兩球同向運(yùn)動(dòng)。0,v0????2mm?2v??2mv11v,v????11,若m?m,則v1mm?212mm?21121m?m若m則v,即碰后1球反向運(yùn)動(dòng),2球沿1球原方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)m0,v0????1?2,2?112時(shí),v1???v1,v2??0即m2不動(dòng),m1被反彈回來(lái)。
六、反沖運(yùn)動(dòng)
1、反沖運(yùn)動(dòng):靜止或運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)分離出一部分物體,使另一部分向反方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動(dòng)。
2、反沖運(yùn)動(dòng)是由于物體系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用而造成的,是符合動(dòng)量守恒定律的。
第四篇:高考物理《沖量、動(dòng)量和動(dòng)量定理》復(fù)習(xí)教案
沖量、動(dòng)量和動(dòng)量定理
一、要點(diǎn)
【 要點(diǎn)一 沖量 】 1.下列說(shuō)法中正確的是
()A.一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速),這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)的沖量一定相同
B.一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速),這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)做的功或者都為零,或者大小相等符號(hào)相反
C.在同樣的時(shí)間內(nèi),作用力和反作用力的功大小不一定相等,但正負(fù)號(hào)一定相反 D.在同樣的時(shí)間內(nèi),作用力和反作用力的功大小一定相等,正負(fù)號(hào)不一定相反
答案 B 【 要點(diǎn)二
動(dòng)量 】
2.質(zhì)量是1 kg的鋼球,以5 m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng),碰到墻壁后以3 m/s的速度被反向彈回,鋼球的動(dòng)量改變多少? 若鋼球以2 3 m/s的速度,與水平面成30°角落到粗糙地面相碰后彈起,彈起速度大小為2 m/s,方向與水平面成60°角,判別鋼球的動(dòng)量改變量的方向.答案kg?m/s,方向水平向左kg?m/s,與豎直方向成30°角 【 要點(diǎn)三
動(dòng)量定理 】
3.排球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)同學(xué)們喜歡的體育運(yùn)動(dòng).為了了解排球的某些性能,某同學(xué)讓排球從距地面高h(yuǎn)1=1.8 m處自由落下,測(cè)出該排球從開(kāi)始下落到第一次反彈到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t=1.3 s,第一次反彈的高度為h2=1.25 m.已知排球的質(zhì)量為m=0.4 kg,g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力.求:(1)排球與地面的作用時(shí)間.(2)排球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Φ拇笮?答案(1)0.2 s(2)26 N
二、題型
【 題型1 應(yīng)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象 】
例1.一個(gè)筆帽豎直放在桌面上的紙條上,要求把紙條從筆帽下抽出,如果緩慢拉出紙條筆帽必倒,若快速拉出紙條,筆帽可能不倒.以下判斷正確的是
()A.緩慢拉動(dòng)紙條時(shí),筆帽受到的沖量小
B.緩慢拉動(dòng)紙條時(shí),紙對(duì)筆帽水平作用力小,筆帽也可能不倒 C.快速拉動(dòng)紙條時(shí),筆帽受到?jīng)_量小
D.快速拉動(dòng)紙條時(shí),紙條對(duì)筆帽水平作用力小
答案 C 【 題型2 動(dòng)量定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用 】
例2.一質(zhì)量為m的小球,以初速度 0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一傾角為30°的固定斜面上,并立即反方向彈回.已知反彈速度的大小是入射速度大小的 ,求在碰撞中斜面對(duì)小球的沖量大小.答案
m 0
第五篇:2010高考物理二輪復(fù)習(xí)動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用教案
高中物理輔導(dǎo)網(wǎng)http://004km.cn/ 專(zhuān)題十二 動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用 教案
一、專(zhuān)題要點(diǎn)
1.動(dòng)量:動(dòng)量是狀態(tài)量,因?yàn)閂是狀態(tài)量,動(dòng)量是失量,其方向與物休動(dòng)動(dòng)方向相同。2.動(dòng)量的變化ΔP是失量,其方向與速度的變化ΔV的方向相同。
求解方法:求解動(dòng)量的變化時(shí)遵循平行四邊形定則。
(1)若初末動(dòng)量在同一直線(xiàn)上,則在選定正方向的前提下,可化失量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算。(2)若初末動(dòng)量不在同一直線(xiàn)上,則運(yùn)算遵循平行四邊形定則。3.動(dòng)量守恒定律
(1)內(nèi)容:一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。(2)適用范圍:動(dòng)量守恒定律是自然界中普遍適用的規(guī)律,既適用宏觀(guān)低速運(yùn)動(dòng)的物體,也適用微觀(guān)高速運(yùn)動(dòng)的粒子。大到宇宙天體間的相互作用,小到微觀(guān)粒子的相互作用,無(wú)不遵守動(dòng)量守恒定律,它是解決爆炸、碰撞、反沖及復(fù)雜的相互作用的物體系統(tǒng)類(lèi)問(wèn)題的基本規(guī)律。
(3)動(dòng)量守恒的條件為:①充分且必要條件:系統(tǒng)不受外力或所受外力為零。②近似守恒:雖然系統(tǒng)所受外力之和不為零,但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,此時(shí)外力可以忽略不計(jì),如:爆炸和碰撞。
4.動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式
(1)
p=p意義:系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p’(從守恒的角度列式).
(2)?p =p/-p=0意義:系統(tǒng)總動(dòng)量的增量等于零(從增量角度列式).(3)對(duì)相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng):
①p1+p2=p1/ +p2/ 或者m1v1 +m2v2=m1v1/+m2v2/意義:兩個(gè)物體作用前的動(dòng)量的矢量和等于作用后的動(dòng)量的矢量和.
②p1-p1=一(p2-p2)或者?p1=一?p2或者?p1+?p2=0 意義:兩物體動(dòng)量的變化大小相等,方向相反. 5. 彈性碰撞與非彈性碰撞
形變完全恢復(fù)的叫彈性碰撞;形變完全不恢復(fù)的叫完全非彈性碰撞;而一般的碰撞其形變不能夠完全恢復(fù)。機(jī)械能不損失的叫彈性碰撞;機(jī)械能損失最多的叫完全非彈性碰撞;而一般的碰撞其機(jī)械能有所損失。///
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高中物理輔導(dǎo)網(wǎng)http://004km.cn/ 6.碰撞過(guò)程遵守的規(guī)律——應(yīng)同時(shí)遵守三個(gè)原則
/①系統(tǒng)動(dòng)量守恒m1v1/?m2v2?m1v1?m2v2
②系統(tǒng)動(dòng)能不增12m1v1?/212m2v2?/212m1v1?212m2v2
2③實(shí)際情景可能:碰前、碰后兩個(gè)物體的位置關(guān)系(不穿越)和速度關(guān)系應(yīng)遵循客觀(guān)實(shí)際.如甲物追乙物并發(fā)生碰撞,碰前甲的速度必須大于乙的速度,碰后甲的速度必須小于、等于乙的速度或甲反向運(yùn)動(dòng).
二、考綱要求
考點(diǎn)
要求 Ⅱ
說(shuō)明 動(dòng)量守恒定律只限于一維情況
考點(diǎn)解讀
本章的重點(diǎn)內(nèi)容:唯一的二級(jí)要求是動(dòng)量及其守恒定律,本專(zhuān)題和前面的3-4模塊有共同特點(diǎn)是題目教簡(jiǎn)單,但為了照顧知識(shí)點(diǎn)的覆蓋面,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大題中在套二、三個(gè)小題的情況 動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用
彈性碰撞和非彈性碰撞、反沖運(yùn)動(dòng) Ⅰ 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(實(shí)驗(yàn)、探究)Ⅰ
三、教法指引
此專(zhuān)題復(fù)習(xí)時(shí),可以先讓學(xué)生完成相應(yīng)的習(xí)題,在精心批閱之后以題目帶動(dòng)知識(shí)點(diǎn),進(jìn)行適當(dāng)提煉講解。要求學(xué)生強(qiáng)加記憶。這一專(zhuān)題的題目還是較難的,雖然只有一個(gè)二級(jí)要求,但是此專(zhuān)題的內(nèi)容涉及受力分析、過(guò)程分析等二輪復(fù)習(xí)時(shí)還是要穩(wěn)扎穩(wěn)打,從基本知識(shí)出發(fā)
四、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
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五、典例精析
題型1.(子彈射木塊題型)矩形滑塊由不同材料的上下兩層固體組成,將其放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊 若射中上層子彈剛好不穿出,若射中下層子彈剛好能嵌入,那么()
A.兩次子彈對(duì)滑塊做的功一樣多
B.兩次滑塊所受沖量一樣大
C.子彈嵌入上層時(shí)對(duì)滑塊做功多
D.子彈嵌入上層時(shí)滑塊所受沖量大 解:設(shè)固體質(zhì)量為M,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:
mv?(M?m)v'
由于兩次射入的相互作用對(duì)象沒(méi)有變化,子彈均是留在固體中,因此,固體的末速度是一樣的,而子彈對(duì)滑塊做的功等于滑塊的動(dòng)能變化,對(duì)滑塊的沖量等于滑塊的動(dòng)量的變化,因此A、B選項(xiàng)是正確的。
規(guī)律總結(jié):解決這樣的問(wèn)題,還是應(yīng)該從動(dòng)量的變化角度去思考,其實(shí),不管是從哪個(gè)地方射入,相互作用的系統(tǒng)沒(méi)有變化,因此,動(dòng)量和機(jī)械能的變化也就沒(méi)有變化。
題型2.(動(dòng)量守恒定律的判斷)把一支槍水平固定在小車(chē)上,小車(chē)放在光滑的水平地面上,槍發(fā)射出子彈時(shí),關(guān)于槍、子彈、車(chē)的下列說(shuō)法正確的是()
A.槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B.槍和車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C.只有忽略不計(jì)子彈和槍筒之間的摩擦,槍、車(chē)和子彈組成的系統(tǒng)的動(dòng)量才近似守恒 D.槍、子彈、車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
解:本題C選項(xiàng)中所提到的子彈和槍筒之間的摩擦是系統(tǒng)的內(nèi)力,在考慮槍、子彈、車(chē)組成的系統(tǒng)時(shí),這個(gè)因素是不用考慮的 根據(jù)受力分析,可知該系統(tǒng)所受合外力為0,符合動(dòng)量守恒的條件,故選D
規(guī)律總結(jié):判斷系統(tǒng)是否動(dòng)量守恒時(shí),一定要抓住守恒條件,即系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為0。
題型3.(碰撞中過(guò)程的分析)如圖所示,位于光滑水平桌面上的小滑塊A和B都可視作質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量相等。B與輕質(zhì)彈簧相連。設(shè)B靜止,A以某一初速度向B運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞。在整個(gè)碰撞過(guò)程中,彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于()
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高中物理輔導(dǎo)網(wǎng)http://004km.cn/ A.A的初動(dòng)能 B.A的初動(dòng)能的1/2 C.A的初動(dòng)能的1/3
A B D.A的初動(dòng)能的1/4
解: 解決這樣的問(wèn)題,最好的方法就是能夠?qū)蓚€(gè)物體作用的過(guò)程細(xì)化。具體分析如右圖,開(kāi)始A物體向B運(yùn)動(dòng),如右上圖;接著,A與彈簧接觸,稍有作用,彈簧即有形變,分別對(duì)A、B物體產(chǎn)生如右中圖的作用力,對(duì)A的作用力的效果就是產(chǎn)生一個(gè)使A減速的加速度,對(duì)B的作用力的效果則是產(chǎn)生一個(gè)使B加速的加速度。如此,A在減速,B在加速,一起向右運(yùn)動(dòng),但是在開(kāi)始的時(shí)候,A的速度依然比B的大,所以相同時(shí)間內(nèi),A走的位移依然比B大,故兩者之間的距離依然在減小,彈簧不斷壓縮,彈簧產(chǎn)生的作用力越來(lái)越大,對(duì)A的加速作用和對(duì)B的加速作用而逐漸變大,于是,A的速度不斷減小,B的速度不斷增大,直到某個(gè)瞬間兩個(gè)物體的速度一樣,如右下圖。過(guò)了這個(gè)瞬間,由于彈簧的壓縮狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生任何變化,所以對(duì)兩個(gè)物體的作用力以及力的效果也沒(méi)有變,所以A要繼續(xù)減速,B要繼續(xù)加速,這就會(huì)使得B的速度變的比A大,于是A、B物體之間的距離開(kāi)始變大。因此,兩個(gè)物體之間的距離最小的時(shí)候,也就是彈簧壓縮量最大的時(shí)候,也就是彈性勢(shì)能最大的時(shí)候,也就是系統(tǒng)機(jī)械能損失最大的時(shí)候,就是兩個(gè)物體速度相同的時(shí)候。
根據(jù)動(dòng)量守恒有mv?2mv',根據(jù)能量守恒有求解的EP?122Aa1v1Ba2v2Aa’1v’1Ba’2v’2AB 12mv2?12?2mv'?EP,以上兩式聯(lián)列
2mv,可見(jiàn)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于滑塊A原來(lái)動(dòng)能的一半,B正確
規(guī)律總結(jié):處理帶有彈簧的碰撞問(wèn)題,認(rèn)真分析運(yùn)動(dòng)的變化過(guò)程是關(guān)鍵,面對(duì)彈簧問(wèn)題,一定要注重細(xì)節(jié)的分析,采取“慢鏡頭”的手段。
題型4.(動(dòng)量守恒定律的適用情景)小型迫擊炮在總質(zhì)量為1000kg的船上發(fā)射,炮彈的質(zhì)量為2kg.若炮彈飛離炮口時(shí)相對(duì)于地面的速度為600m/s,且速度跟水平面成45°角,求發(fā)射炮彈后小船后退的速度?
解:發(fā)射炮彈前,總質(zhì)量為1000kg的船靜止,則總動(dòng)量Mv=0.
發(fā)射炮彈后,炮彈在水平方向的動(dòng)量為mv1'cos45°,船后退的動(dòng)量為(M-m)v2'.
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高中物理輔導(dǎo)網(wǎng)http://004km.cn/ 據(jù)動(dòng)量守恒定律有
0=mv1'cos45°+(M-m)v2'.
取炮彈的水平速度方向?yàn)檎较颍胍阎獢?shù)據(jù)解得
規(guī)律總結(jié):取炮彈和小船組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,在發(fā)射炮彈的過(guò)程中,炮彈和炮身(炮和船視為固定在一起)的作用力為內(nèi)力.系統(tǒng)受到的外力有炮彈和船的重力、水對(duì)船的浮力.在船靜止的情況下,重力和浮力相等,但在發(fā)射炮彈時(shí),浮力要大于重力.因此,在垂直方向上,系統(tǒng)所受到的合外力不為零,但在水平方向上系統(tǒng)不受外力(不計(jì)水的阻力),故在該方向上動(dòng)量守恒.
題型5.(多物體多過(guò)程動(dòng)量守恒)兩塊厚度相同的木塊A和B,并列緊靠著放在光滑的水平面上,其質(zhì)量分別為mA=2.0kg,mB=0.90kg.它們的下底面光滑,上表面粗糙.另有質(zhì)量mC=0.10kg的鉛塊C(其長(zhǎng)度可略去不計(jì))以vC=10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面(見(jiàn)圖),由于摩擦,鉛塊最后停在本塊B上,測(cè)得B、C的共同速度為v=0.50m/s,求:木塊A的速度和鉛塊C離開(kāi)A時(shí)的速度.
解:設(shè)C離開(kāi)A時(shí)的速度為vC,此時(shí)A、B的共同速度為vA,對(duì)于C剛要滑上A和C剛離開(kāi)A這兩個(gè)瞬間,由動(dòng)量守恒定律知
mCvC=(mA+mB)vA+mCv'C
(1)以后,物體C離開(kāi)A,與B發(fā)生相互作用.從此時(shí)起,物體A不再加速,物體B將繼續(xù)加速一段時(shí)間,于是B與A分離.當(dāng)C相對(duì)靜止于物體B上時(shí),C與B的速度分別由v'C和vA變化到共同速度v.因此,可改選C與B為研究對(duì)象,對(duì)于C剛滑上B和C、B相對(duì)靜止時(shí)的這兩個(gè)瞬間,由動(dòng)量守恒定律知
mCv'C+mBvA=(mB+mC)v
(2)由(l)式得
mCv'C=mCvC-(mA+mB)vA
代入(2)式
mCv'C-(mA+mC)vA+mBvA=(mB+mC)v.
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高中物理輔導(dǎo)網(wǎng)http://004km.cn/ 得木塊A的速度
所以鉛塊C離開(kāi)A時(shí)的速度
題型6.(人船模型)在靜止的湖面上有一質(zhì)量M=100kg的小船,船上站立質(zhì)量m=50kg的人,船長(zhǎng)L=6m,最初人和船靜止.當(dāng)人從船頭走到船尾(如圖),船后退多大距離?(忽略水的阻力)解:選地球?yàn)閰⒖枷?,人在船上行走,相?duì)于地球的平均速度為(L-x)/t,船相對(duì)于地球后退的平均速度為x/t,系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒方程為
L?xtxtmM?mm?M(?)?0
故
x?L?1.2m
規(guī)律總結(jié):錯(cuò)解:由船和人組成的系統(tǒng),當(dāng)忽略水的阻力時(shí),水平方向動(dòng)量守恒.取人前進(jìn)的方向?yàn)檎较?,設(shè)t時(shí)間內(nèi)人由船頭走到船尾,則人前進(jìn)的平均速度為L(zhǎng)/t,船在此時(shí)間內(nèi)后退了x距離,則船后退的平均速度為x/t,水平方向動(dòng)量守恒方程為
LtxtmMm?M(?)?0
故
x?L?3m
這一結(jié)果是錯(cuò)誤的,其原因是在列動(dòng)量守恒方程時(shí),船后退的速度x/t是相對(duì)于地球的,而人前進(jìn)的速度L/t是相對(duì)于船的。相對(duì)于不同參考系的速度代入同一公式中必然要出錯(cuò).
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高中物理輔導(dǎo)網(wǎng)http://004km.cn/ 題型7.(動(dòng)量守恒中速度的相對(duì)性)一個(gè)靜止的質(zhì)量為M的原子核,放射出一個(gè)質(zhì)量為m的粒子,粒子離開(kāi)原子核時(shí)相對(duì)于核的速度為v0,原子核剩余部分的速率等于()
解:取整個(gè)原子核為研究對(duì)象。由于放射過(guò)程極為短暫,放射過(guò)程中其他外力的沖量均可不計(jì),系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.放射前的瞬間,系統(tǒng)的動(dòng)量p1=0,放射出粒子的這一瞬間,設(shè)剩余部分對(duì)地的反沖速度為v',并規(guī)定粒子運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,則粒子的對(duì)地速度v=v0-v',系統(tǒng)的動(dòng)量
p2=mv-(M-m)v'=m(v0-v')-(M-m)v'.
由p1=p2,即
0=m(v0-v)-(M-m)v'=mv0-Mv'.
故選C。
規(guī)律總結(jié):運(yùn)用動(dòng)量守恒定律處理問(wèn)題,既要注意參考系的統(tǒng)一,又要注意到方向性。
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