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动量和能量观点的综合应用.doc


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23题 动量和能量观点的综合应用
     动量和能量观点的应用
1.动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化.即I=Δp或Ft=Δp或Ft=p1-p2,它的表达式是一个矢量方程,即表示动量的变化方向与冲量的方向相同.
2.动量守恒定律:
(1)容:一个系统不受外力或者所受合外力为零,这个系统的总动量保持不变.即:p1=p2或Δp1=-Δp2.
(2)条件:①系统不受外力或者所受外力的和为零;②系统所受外力远小于系统的力,可以忽略不计;③系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒.
3.动能定理:
合外力做的功等于物体动能的变化.(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力,包括重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等).表达式为W=ΔEk或W总=Ek2-Ek1.
4.机械能守恒定律:
在只有重力(或弹簧弹力)做功时,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则系统机械能守恒.
例1 如图1所示,竖直平面的光滑水平轨道的左边与墙壁对接,右边与一个足够高的光滑圆弧轨道平滑相连,木块A、B静置于光滑水平轨道上,A、,之后与墙壁碰撞, s,碰后的速度大小变为4 m/,g取10m/s2,求:
图1
(1)在A与墙壁碰撞的过程中,墙壁对A的平均作用力的大小;
(2)A、B滑上圆弧轨道的最大高度.
动量和能量综合题的解题思路
1.仔细审题,把握题意
在读题的过程中,必须仔细、认真,要收集题中的有用信息,弄清物理过程,建立清晰的物理情景,充分挖掘题中的隐含条件,不放过任何一个细节.
2.确定研究对象,进行受力分析和运动分析
有的题目可能会有多个研究对象,研究对象确定后,必须对它进行受力分析和运动分析,明确其运动的可能性.
3.思考解题途径,正确选用规律
根据物体的受力情况和运动情况,选择与它相适应的物理规律及题中给予的某种等量关系列方程求解.
4.检查解题过程,检验解题结果
检查过程并检验结果是否符合题意以及是否符合实际情况.
变式题组
1.如图2所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下进入水平面,在坡道末端O点无机械能损失.现将轻弹簧的一端固定在M处的墙上,另一端与质量为m2的物块B相连.A从坡道上滑下来后与B碰撞的时间极短,碰后A、B结合在一起共同压缩弹簧.各处摩擦不计,重力加速度为g,求:
图2
(1)A在与B碰撞前瞬时速度v的大小;
(2)A与B碰后瞬间的速度v′的大小;
(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep.
2.如图3所示,光滑水平面上有一具有光滑曲面的静止滑块B,可视为质点的小球A从B的曲面上离地面高为h处由静止释放,且A可以平稳地由B的曲面滑至水平地面.已知A的质量为m,B的质量为3m,重力加速度为g,试求:
图3
(1)A刚从B上滑至地面时的速度大小;
(2)若A到地面后与地面上的固定挡板P碰撞,之后以原速率反弹,则A返回B的曲面上能到达的最大高度为多少?
     动力学、动量和能量观点的综合应用
解决力学问题的三种解题思路
1.以牛顿运动定律为核心,结合运动学公式解题,适用于力与加速度的瞬时关系、圆周运动的力与运动的关系、匀变速运动的问题,这类问题关键要抓住力与运动之间的桥梁——加速度.
2.从动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律的角度解题,适用于单个物体、多个物体组成的系统的受力和位移问题.
3.从动量定理、动量守恒定律的角度解题,适用于单个物体、多个物体组成的系统的受力与时间问题(不涉及加速度)及相互作用物体系统的碰撞、打击、爆炸、反冲等问题.
例2 如图4所示,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处.质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿光滑轨道ABC下滑,在C处与b球正碰并与b黏在一起.,:
图4
(1)a球与b球碰前瞬间的速度多大?
(2)a、b两球碰后,细绳是否会断裂?若细绳断裂,小球在DE水平面上的落点距C的水平距离是多少?若细绳不断裂,小球最高将摆多高?
力学规律的优选策略
1.牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应,在研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动的关系时,或者物体受恒力作用,且又直接涉及物体运动过程中的加速度问题时,应采用运动学公式和牛顿第二定律.
2.动量定理反映了力对事件的积累效应,适用于不涉及物体运动过程中的加速度而涉及运动时间的问题.
3.动能定理反映了力对空间的积累效应

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  • 时间2021-06-21