高中物理-难点突破：动量与能量ppt课件 39页

三个基本观点力的观点：动量观点：动能定理、能的转化和守恒定律（包括机械能守恒定律）牛顿运动定律、运动学规律动量定理、动量守恒定律能量观点：.\n例1．(子弹打木块问题)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上（如图所示），质量为的m子弹以速度v０水平射向滑块，若射击上层，子弹刚好不射出，若射击下层，则整个子弹刚好嵌入，由上述两种情况相比较（）A．两次子弹对滑块做的功一样多B．两次滑块受到的冲量一样大C．子弹嵌入下层时，对滑块做功较多D．子弹嵌入上层时，系统产生的热量较多.\n两个物体之间的相互作用v0v0v0v0vvμmgL=mv02/2－(m+M)V2/2mv0=(m+M)V.\n两个物体之间的相互作用（弹性碰撞）v1v2v1’V2’m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’1/2m1v12+1/2m2v2=1/2m1v1’+1/2m2v2’由动量守恒和能量守恒（弹性碰撞）如果：m2=m1v1’=v2v2’=v1即速度交换如果：v2=0=０=v１.\n例1.质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上匀速前进，速度为v0，某时刻拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现．若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为μ，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？.\n变1：质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为v0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现．若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为μ，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？.\n变2：质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上匀速前进，中途拖车脱钩，待司机发现时，汽车已行驶了L的距离，于是立即关闭油门．设运行过程中所受阻力与重力成正比，汽车牵引力恒定不变，汽车停下时与拖车相距多远？.\n例２．质量均为m的两小球A、B间有压缩的轻、短弹簧，弹簧处于锁定状态，两球的大小尺寸和弹簧尺寸都可忽略，把它们放入固定在水平面上的竖直光滑发射管内，解除弹簧锁定后，B球仍然保持静止，A球能上升的最大的高度为R，如甲图所示。现在让两球（包括锁定的弹簧）沿光滑的半径也为R的固定半径槽左端的M点由静止开始滑下，如图（乙）所示，到达半圆槽的最低点时解除弹簧锁定，求A球离开半圆槽后能上升的最大高度。甲图乙图Ａ　　Ｂ.\n解：解除锁定后弹簧将弹性势能全部转化为A球的机械能，则弹簧的弹性势能为Ep=mgR①AB系统由水平位置滑到圆轨道最低点时速度为v0，由机械能守恒定律，有2mgR=2mv02/2②解除弹簧锁定后，弹簧恢复到原长时，A、B的速度分别为vA、vB，由动量守恒和能量守恒，则有2mv0=mvA+mvB③2mv02/2+Ep=mvA2/2+mvB2/2④设A球相对半圆槽口上升最大高度为h，则有mg（h+R）=mvA2/2⑤.\n例3.如图所示，用半径r=0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽。薄铁板的长L=2.8m、质量m=10kg。已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=0.1。铁板从一端放入工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力F=100N，在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽。已知滚轮转动的角速度恒为ω=5rad/s，g取10m/s2。⑴、加工一块铁板需要多少时间？⑵、加工一块铁板电动机要消耗多少电能？（不考虑电动机自身的能耗）铁板滚轮.\nr=0.4mL=2.8mm=10kg滚轮与铁板μ1=0.3铁板与工作台间μ2=0.1F=100Nω=5rad/s，g取10m/s2。⑴加工一块铁板需要多少时间？⑵加工一块铁板电动机要消耗多少电能？（不考虑电动机自身的能耗）铁板滚轮2、在涉及到相对位移（路程）且摩擦生热时，一般选用能量观点分析本题总结：1、受力分析、运动情况分析是明确物理过程的关键；问1：铁板做什么运动？问2：电动机输出的能量转化为哪些形式的能量？问3：电动机输出的能量是如何实现转化的？.\n小结1.选取对象是先系统后物体2.解决问题有三种途径,一般来说用动量能量的观点解决更方便些.3.涉及S优先用动能定理涉及t优先用动量定理.\n练1、质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上．平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图下图所示．一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不黏连．它们到达最低点后又向上运动．已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点．若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度．求物块向上运动到达的最高点与O点的距离？（1）当运动过程中不涉及细节问题或加速度时，可用动量和能量的观点分析问题。（2）涉及碰撞等过程用动量观点，涉及位移过程宜用能量的观点。（3）解题的过程就是类似于机器的“拆卸”的过程。.\n练2.如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自已刚好能回到高处A。求男演员落地点C与O点的水平距离S。已知男演员质量m1，和女演员质量m2之比m1:m2=2:1,秋千的质量不计，秋千的摆长为R,C点比O点低5R。ABCs5ROR.\nABCs5RORS=8R1：男女演员从A摆到B2：女演员推出男演员3：男演员从B到C4：女演员从B回摆到A过程选用规律方程机械能守恒动量守恒平抛规律机械能守恒.\n练3．如图所示，水平轨道的AB段是光滑的，BC段是粗糙的，AB轨道与BC轨道在B点衔接。一个质量m1=1kg的木块1被一条细线的一端拴住放在AB段上，细线的另一端固定在墙壁上，木块1和墙壁之间夹有一根被压缩的轻质弹簧，此时弹簧具有弹性势能为18J。在B点放置一个质量m2=0.5kg的木块2。当剪断这条细线后，木块1被弹出而向右运动，木块1即将与木块2发生碰撞的瞬间，弹簧恰好恢复原长，木块1和2碰撞后粘在一起。已知木块1和木块2与BC段轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1，g取10m/s2，求：碰撞后，两个木块能在BC段上滑行多远？问：若要求碰后两个木块在BC段上滑行的时间，你将选用什么规律？.\n练4.如图所示，A、B是静止在水平地面上完全一样的两块长木板，A的左端与B的右端相接触，两板的质量都是M＝2kg，长度都是l=1m，C是一质量为m=1kg的小物体，现给它一初速度v0＝2m/s，使它从B板的左端开始向右滑动，已知地面是光滑的，而C与A、B之间的动摩擦因数都是μ＝0.1，求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动，取g＝10m/s2.CABv0.\n解：图1CABv0小物块m最终有三种可能性：停在B板上，停在A板上，从A板右端滑出.(1)设m最终停在B板上，其在B板上滑行距离为x，最后A、B、C三者的共同速度为v.据动量守恒定律及功能关系得解得x=1.6m>l=1.0m由此可知，m不可能停在B板上..\n(2)设m刚好滑到A板时的速度为v1，A、B板的共同速度为v2.据动量守恒定律及功能关系得由这两式并代入数据可得由此可见，m进入A板后，将继续在A板上滑行..\n(3)设m最终停在A板上，它在A板上滑行距离为y,A、C的共同速度为v3.据动量守恒定律及功能关系得由这两式并代入数据可得所以，物块C最终停在A板上，与A板一起向前滑行，两者的共同速度约为0.563m/s，而B板向前滑行的速度约为0.155m/s..\n高中物理滑块模型.\n1.如图所示，一质量为M的长木板，静止在光滑的水平桌面上，一质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一端开始在木板上滑动，直到离开木板。滑块刚离开木板时速度为v0/3，若把此木板固定在水平桌上，其他条件相同，求滑块离开木板时的速度v。Mmv0木板不固定时系统动量守恒：mv0＝m·v0/3＋Mv1由功能关系：木板固定，由功能关系：联立方程解得：.\n2.如图所示，长木板ab的b端固定一挡板，木板连同挡板的质量为M＝4.0kg，a、b间距离s＝2.0m。木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物块，其质量m＝1.0kg，小物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.10，它们都处于静止状态。现令小物块以初速v0＝4.0m/s沿木板向前滑动，直到和挡板相碰，碰撞后，小物块恰好回到a端而不脱离木板，求碰撞过程中损失的机械能。abs.\n整个过程系统动量守恒，且最终物块与木板相对静止：mv0＝(m＋M)v由功能关系：联立方程解得：△E＝2.4Jabs.\n3.如图所示，一平直长木板C静止在光滑水平面上，今有两小物块A和B分别以2v0和v0的初速度沿同一直线从长木板C的两端同时相向滑上长木板，设A、B两物块与木板C之间的动摩擦因数皆为μ，A、B质量相等，C的质量等于A、B质量之和，滑上木板C后经过一段时间，A、B间距保持不变(A、B之间一直没有相碰)。分析在这段时间内两物块A、B和木板C的运动情况(说明运动性质及初速度、末速度、加速度大小)ABC2v0v0.\nABC2v0v0设mA＝mB＝m，则mC＝2mAB一直没相碰，说明最终ABC三者速度相同。系统初动量为：mA·2v0－mBv0＝mv0，方向向右末状态：mv0＝(m＋m＋2m)v，v＝v0/4，方向向右对A：f＝μmg，方向向左，a＝μg，一直做减速运动；对B：开始f＝μmg，方向向右，a＝μg，当减到速度为0，BC相对静止，之后BC一起加速运动，受力可知F＝μmg，方向向右，a＝μg/3.\n4.如图所示，在光滑的水平面上有木块A和B紧靠在一起，它们的上表面粗糙，有一小铁块C以初速度v0＝10m/s沿两木块的上表面滑过，由于摩擦，C最后停留在B上，此时B、C的共同速度为v＝1.5m/s，已知mA＝0.25kg，mB＝0.5kg，mC＝0.1kg。求:A获得的速度vA。ACBv0ABC系统动量守恒：mCv0＝mAv1＋(mB＋mC)v代入数据得：v1＝0.4m/s.\n5.如图所示，A，B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板。A的左端和B的右端相接触，两板的质量皆为M＝2kg，长度皆为L＝1.0m。C是质量为m＝1.0kg的小物块，现给它一初速度v0＝5.0m/s，使它从B板的左端开始向右滑动。已知地面是光滑的。而C与A、B间的动摩擦因数皆为μ＝0.75。求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动。取g＝10m/s2。BCAv0.\n设C运动到A时速度为v1，此时AB速度相同，为vB由动量守恒：mv0＝mv1＋2MvB由功能关系：代入数据解得：v1＝3m/s，vB＝0.5m/s之后AB分离，设C在A上滑行s距离后与A同速，此时AC速度为v2由动量守恒：mv1＋MvB＝(m＋M)v2由功能关系：代入数据解得：v2＝m/s，s＝m＜1m，即C未出A，满足假设.\n6.如图所示，光滑的水平面上有一小车B，右端固定一砂箱，砂箱左侧连接一水平轻弹簧，小车和砂箱的总质量为M。车上放着一物块A，质量也是M，物块A随小车以速度v0向右匀速运动(弹簧此时处于原长状态)。物块A与车面的左侧间的动摩擦因数为μ，其他车面间的摩擦不计。在车匀速运动时，距砂面H高处有一质量为m的小球自由下落，恰好落在砂箱中，求:(1)小车在前进中，弹簧弹性势能的最大值。(2)为使物块A不从小车上滑下，车面粗糙部分至少应多长。AHBmv0.\n(1)小球落入砂箱过程，小球与小车、砂箱系统水平方向动量守恒：Mv0＝(m＋M)v1小球落入砂箱后，系统动量守恒，当A相对小车静止时，弹性势能最大。由动量守恒：Mv0＋(m＋M)v1＝(2M＋m)v2物块A向右运动，系统机械能守恒：联立方程解得：(2)弹簧物块弹开，要A不脱离小车，最终A应在小车左端相对静止，此时速度与v2相同。由功能关系：EPm＝μMgL解得：.\n7.平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定的车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货箱水平距离为L＝4m，如图所示。人的质量为m，车连同货箱的质量为M＝4m，货箱高度为h＝1.25m。求：(1)车在人跳出后到落到地板期间的速度。(2)人落在地板上并站定以后，车还运动吗？车在地面上移动的位移是多少？v1AL.\n(1)人做平抛运动：h＝gt2/2，x＝v0t联立解得：v0＝8m/s人与小车水平方向动量守恒，且合动量为0：mv0＝Mv1解得：v1＝2m/s，方向向左(2)人站在车上后，水平方向无相对运动，小车不运动。由mv0＝Mv1可得：ms1＝Ms2且s1＋s2＝L联立方程解得：s2＝0.8m.\n练5、如图所示，三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上．现给中间的小球B一个水平初速度v0，方向与绳垂直．小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长．求：(1)、当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度．(2)、当三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度．(3)、运动过程中小球A的最大动能EKA和此时两根绳的夹角θ.(4)、当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F的大小．.\n(1)、当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度．(2)、当三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度．.\n(3)、运动过程中小球A的最大动能EKA和此时两根绳的夹角θ.(4)、当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F的大小．.\n三个基本观点选用的一般原则：1．以单个物体为研究对象时:宜选用动量定理和动能定理，其中涉及时间的问题，应选用动量定理，而涉及位移的应选用动能定理。2．对多个物体组成的系统:优先考虑两个守恒定律3．若涉及系统内物体的相对位移（路程）并涉及摩擦力的，要考虑应用能的转化和守恒定律。４、三种观点开启动力学问题之门的三把钥匙５、研究对象宜先系统(或整体)，后物体(或部分)６、三种观点不要绝对独立，联立求解有时会珠联璧合、更胜一筹７．不管那些地方涉及力的问题都可以利用三种观点.\n力学综合问题解题方法找状态明过程选规律列方程求解确定研究对象、进行两个分析（受力、运动）建立清晰的物理情景，构建物理模型三个基本观点，优先考虑能量、动量观点按规范要求列字母式统一单位、结果说明.\n感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！