【金牌學案】高中物理 第十六章 章末整合課件 新人教版選修35.ppt

專題一動量定理與動能定理的綜合應用 1 兩個定理區(qū)別 動量定理表示合外力f作用積累的沖量 ft直接效應是物體動量的變化 p 是一個矢量規(guī)律 動能定理表示合外力作用積累的總功w 直接效應是物體動能的變化 ek 是一個標量規(guī)律 動量定理的應用關鍵是受力分析 確定正方向 明確沖量及初末動量的正負 此正負是表示矢量的方向 動能定理的應用關鍵是受力分析 明確各力做功的正負 此正負是表示做功的效果不同 是標量的正負 2 應用動量定理 動能定理解決實際問題 注意解題的一般步驟 思路分析 正確受力分析 運動分析 選擇合適的物理過程 物理狀態(tài) 應用定理列式求解 1 動量定理解題的基本思路 選取研究對象 確定所研究的物理過程及其始 末狀態(tài) 分析研究對象所研究的物理過程中的受力情況 規(guī)定正方向 根據(jù)動量定理列方程式 解方程 統(tǒng)一單位 求解結果 2 動能定理解題的基本思路 選取研究對象 明確它的運動過程 分析研究對象的受力情況和各個力的做功情況 然后求 各個外力做功的代數(shù)和 明確物體在過程始末狀態(tài)的動能ek1和ek2 列出動能定理的方程w合 ek2 ek1 及其他必要的解題 方程 進行求解 例題 如圖16 1所示 鐵塊質量m 4kg 以速度 v 2m s水平滑上一靜止的平板車 平板車質量m 16kg 鐵塊與平板車之間的動摩擦因數(shù) 0 2 其他摩擦不計 g取10m s2 求 圖16 1 1 鐵塊相對平板車靜止時 鐵塊的速度 2 鐵塊在平板車上滑行的最長時間 3 鐵塊在平板車上滑行的最大距離 解析 鐵塊滑上平板車后 在車對它的摩擦力的作用下開始減速 車在鐵塊對它的摩擦力作用下開始加速 當兩者速度相等時 鐵塊相對平板車靜止 不再發(fā)生相對滑動 1 鐵塊滑上板車的過程中 兩者組成的系統(tǒng)動量守恒 取v的方向為正方向 則mv m m v 本問題也可以取平板車為研究對象進行求解 但應注意 平板車受的摩擦力f mg f mg 3 方法一 鐵塊在平板車上滑行時 兩者都做勻變速直線運動 且運動時間相同 因此 答案 1 0 4m s 2 0 8s 3 0 8m 專題二動量守恒定律與機械能守恒定律的綜合應用應用動量守恒定律和機械能守恒定律時 研究對象必定是系統(tǒng) 此外 這些規(guī)律都是運用于物理過程 而不是對于某一狀態(tài) 或時刻 因此 在用它們解題時 首先應選好研究對象和研究過程 對象和過程的選取直接關系到問題能否解決以及解決起來是否簡便 選取時應注意以下幾點 1 選取研究對象和研究過程 要建立在分析物理過程的基礎上 臨界狀態(tài)往往應作為研究過程的開始或結束狀態(tài) 2 要能視情況對研究過程進行恰當?shù)睦硐牖幚?3 可以把一些看似分散的 相互獨立的物體圈在一起作為一個系統(tǒng)來研究 有時這樣做 可使問題大大簡化 4 有的問題 可以選這部分物體作研究對象 也可以選取那部分物體作研究對象 可以選這個過程作研究過程 也可以選那個過程作研究過程 這時 首選大對象 長過程 例題 如圖16 2所示 位于光滑水平桌面上的小滑塊p和q都可視作質點 質量均為m q與輕質彈簧相連 設q靜止 p以初速度v0向q運動并與彈簧發(fā)生碰撞 求整個碰撞過程中 彈簧具有的最大彈性勢能和q的最大動能各為多少 圖16 2 解析 對p q彈簧組成的系統(tǒng) 水平方向不受外力 水平方向上動量守恒 當p q速度相等時 動能損失最多 彈性勢能最大 這是完全非彈性碰撞模型 專題三多體問題及臨界問題 1 多體問題 對于兩個以上的物體組成的系統(tǒng) 由于物體較多 相互作用的情況也不盡相同 作用過程較為復雜 雖然仍可對初 末狀態(tài)建立動量守恒的關系式 但因未知條件過多而無法求解 這時往往要根據(jù)作用過程中的不同階段 建立多個動量守恒的方程 或將系統(tǒng)內(nèi)的物體按相互作用的關系分成幾個小系統(tǒng) 分別建立動量守恒的方程 2 臨界問題 在動量守恒定律的應用中 常常會遇到相互作用的兩物體相距最近 避免相碰和物體開始反向運動等臨界問題 這類問題的求解關鍵是充分利用反證法 極限法分析物體的臨界狀態(tài) 挖掘問題中隱含的臨界條件 選取適當?shù)南到y(tǒng)和過程 運用動量守恒定律進行解答 例題 如圖16 3所示 在光滑水平面上有a b兩輛小車 水平面的左側有一豎直墻 在小車b上坐著一個小孩 小孩與b車的總質量是a車質量的10倍 兩車開始都處于靜止狀態(tài) 小孩把a車以相對于地面的速度v推出 a車與墻壁碰后仍以原速率返回 小孩接到a車后 又把它以相對于地面的速度v推出 每次推出 a車相對于地面的速度都是v 方向向左 則小孩把a車推出幾次后 a車返回時不能再接到a車 圖16 3 答案 6次 1 2011年廣東卷 如圖16 4所示 以a b和c d為端點的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi) 一滑板靜止在光滑水平地面上 左端緊靠b點 上表面所在平面與兩半圓分別相切于b c 一物塊被輕放在水平勻速運動的傳送帶上e點 運動到a時剛好與傳送帶速度相同 然后經(jīng)a沿半圓軌道滑下 再經(jīng)b滑上滑板 滑板運動到c時被牢固粘連 物塊可視為質點 質量為m 滑板質量m 2m 兩半圓半徑均為r 板長l 6 5r 板右端到c的距離l在r l 5r范圍內(nèi)取值 e距a為s 5r 物塊與傳送帶 物塊與滑板間的動摩擦因素均為 0 5 重力加速度取g 圖16 4 1 求物塊滑到b點的速度大小 2 試討論物塊從滑上滑板到離開滑板右端的過程中 克服摩擦力做的功wf與l的關系 并判斷物塊能否滑到cd軌道的中點 2 2010年廣東卷 如圖16 5所示 一條軌道固定在豎直平面內(nèi) 粗糙的ab段水平 bcde段光滑 cde段是以o為圓心 r為半徑的一小段圓弧 可視為質點的物塊a和b緊靠在一起 靜止于b處 a的質量是b的3倍 兩物體在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離 分別向左 右始終沿軌道運動 b到d點時速度沿水平方向 此時軌 圖16 5 1 物塊b在d點的速度大小 2 物塊a滑行的距離 3 2010年福建卷 如圖16 6所示 一個木箱原來靜止在光滑水平面上 木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個小木塊 木箱和小木塊都具有一定的質量 現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0 則 圖16 6 a 小木塊和木箱最終都將靜止 b 小木塊最終將相對木箱靜止 二者一起向右運動c 小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復碰撞 而木箱一直 向右運動 d 如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止 則二 者將一起向左運動 解析 系統(tǒng)不受外力 系統(tǒng)動量守恒 最終兩個物體以相 同的速度一起向右運動 b正確 答案 b 圖16 7 5 2009年廣東卷 如圖16 8所示 水平地面上靜止放置著物塊b和c 相距l(xiāng) 1 0m 物塊a以速度v0 10m s沿水平方向與b正碰 碰撞后a和b牢固地黏在一起向右運動 并再