（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量守恒定律 第2講 動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用課件.ppt

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1、,第六章動(dòng)量守恒定律,第2講動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在力學(xué) 中的應(yīng)用,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過好雙基關(guān),研透命題點(diǎn),課時(shí)作業(yè),回扣基礎(chǔ)知識(shí) 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點(diǎn),限時(shí)訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度,過好雙基關(guān),一、力的三個(gè)作用效果與五個(gè)規(guī)律,ma,p,二、碰撞中常見的力學(xué)模型及其結(jié)論,v0,返回,研透命題點(diǎn),命題點(diǎn)一動(dòng)量與動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用,1.解決動(dòng)力學(xué)問題的三個(gè)基本觀點(diǎn) (1)力的觀點(diǎn)：運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)解題，可處理勻變速運(yùn)動(dòng)問題. (2)能量觀點(diǎn)：用動(dòng)能定理和能量守恒觀點(diǎn)解題，可處理非勻變速運(yùn)動(dòng)問題. (3)動(dòng)量觀點(diǎn)：用動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒觀點(diǎn)解題

2、，可處理非勻變速運(yùn)動(dòng)問題.,2.力學(xué)規(guī)律的選用原則 (1)如果要列出各物理量在某一時(shí)刻的關(guān)系式，可用牛頓第二定律. (2)研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，一般用動(dòng)量定理(涉及時(shí)間的問題)或動(dòng)能定理(涉及位移的問題)去解決問題. (3)若研究的對(duì)象為一物體系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一般用動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律去解決問題，但需注意所研究的問題是否滿足守恒的條件. (4)在涉及相對(duì)位移問題時(shí)則優(yōu)先考慮能量守恒定律，系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，即轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)能的量. (5)在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理現(xiàn)象時(shí)，需注意到這些過程一般均隱含有系統(tǒng)機(jī)械能與其

3、他形式能量之間的轉(zhuǎn)換.這種問題由于作用時(shí)間都極短，因此用動(dòng)量守恒定律去解決.,答案,例1如圖1甲所示，質(zhì)量均為m0.5 kg的相同物塊P和Q(可視為質(zhì)點(diǎn))分別靜止在水平地面上A、C兩點(diǎn).P在按圖乙所示隨時(shí)間變化的水平力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，3 s末撤去力F，此時(shí)P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，之后繼續(xù)滑行并與Q發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短.已知B、C兩點(diǎn)間的距離L3.75 m，P、Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，取g10 m/s2，求： (1)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小v及其與Q碰撞前瞬間的速度大小v1；,圖1,答案8 m/s7 m/s,解析在03 s內(nèi)，以向右為正方向，對(duì)P由動(dòng)量定理有： F1t1F2t2m

4、g(t1t2)mv0 其中F12 N，F(xiàn)23 N，t12 s，t21 s 解得v8 m/s 設(shè)P在B、C兩點(diǎn)間滑行的加速度大小為a，由牛頓第二定律有： mgma P在B、C兩點(diǎn)間做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，有： v2v122aL 解得v17 m/s,(2)Q運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.,答案,答案3.5 s,解析設(shè)P與Q發(fā)生彈性碰撞后瞬間的速度大小分別為v1、v2，有： mv1mv1mv2,碰撞后Q做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，有：mgma,解得t3.5 s.,變式1質(zhì)量為m11 200 kg的汽車A以速度v121 m/s沿平直公路行駛時(shí)，駕駛員發(fā)現(xiàn)前方不遠(yuǎn)處有一質(zhì)量m2800 kg的汽車B以速度v215 m/s迎面駛來，兩車立

5、即同時(shí)急剎車，使車做勻減速運(yùn)動(dòng)，但兩車仍在開始剎車t1 s后猛烈地相撞，相撞后結(jié)合在一起再滑行一段距離后停下，設(shè)兩車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3，取g10 m/s2，忽略碰撞過程中路面摩擦力的沖量，求： (1)兩車碰撞后剛結(jié)合在一起時(shí)的速度大??；,答案,答案6 m/s,解析對(duì)于減速過程有ag 對(duì)A車有：vAv1at 對(duì)B車有：vBv2at 以碰撞前A車運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，?duì)碰撞過程由動(dòng)量守恒定律得： m1vAm2vB(m1m2)v共 可得v共6 m/s,(2)設(shè)兩車相撞時(shí)間(從接觸到一起滑行)t00.2 s，則A車受到的水平平均沖力是其自身重力的幾倍；,解析對(duì)A車由動(dòng)量定理得：Ft0m1v共m1

6、vA,答案,答案6倍,答案6 m,(3)兩車一起滑行的距離.,答案,解析對(duì)共同滑行的過程有,1.兩大觀點(diǎn) 動(dòng)量的觀點(diǎn)：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律. 能量的觀點(diǎn)：動(dòng)能定理和能量守恒定律. 2.解題技巧 (1)若研究對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律(機(jī)械能守恒定律). (2)若研究對(duì)象為單一物體，且涉及功和位移問題時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理. (3)動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律(機(jī)械能守恒定律)、動(dòng)能定理都只考查一個(gè)物理過程的初、末兩個(gè)狀態(tài)有關(guān)物理量間的關(guān)系，對(duì)過程的細(xì)節(jié)不予細(xì)究，這正是它們的方便之處.特別對(duì)于變力做功問題，就更顯示出它們的優(yōu)越性.,命題點(diǎn)二動(dòng)量與能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用,

7、例2如圖2所示，在水平面上依次放置小物塊C和A以及曲面劈B，其中A與C的質(zhì)量相等均為m，曲面劈B的質(zhì)量M3m，劈B的曲面下端與水平面相切，且劈B足夠高，各接觸面均光滑.現(xiàn)讓小物塊C以水平速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與A發(fā)生碰撞，碰撞后兩個(gè)小物塊粘在一起又滑上劈B.重力加速度為g，求： (1)碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；,答案,解析小物塊C與A發(fā)生碰撞后粘在一起， 由動(dòng)量守恒定律得：mv02mv,圖2,(2)碰后物塊A與C在曲面劈B上能夠達(dá)到的最大高度.,答案,解析當(dāng)AC上升到最大高速時(shí)，ABC系統(tǒng)的速度相等，根據(jù)動(dòng)量守恒定律：mv0(mm3m)v1,變式2如圖3甲所示，半徑為R0.45 m的光滑圓弧軌道

8、固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道最低點(diǎn)，在光滑水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的平板車，其質(zhì)量M5 kg，長(zhǎng)度L0.5 m，車的上表面與B點(diǎn)等高，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從圓弧軌道最高點(diǎn)A由靜止釋放，其質(zhì)量m1 kg，g取10 m/s2. (1)求物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大??；,圖3,答案30 N,答案,解析物塊從圓弧軌道A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒：,解得：vB3 m/s,解得：FN30 N 由牛頓第三定律知，物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FNFN30 N,(2)若平板車上表面粗糙，物塊最終沒有滑離平板車，求物塊最終速度的大??；,解析物塊滑上平板車后，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，mvB(mM)v共 解得v共0.5 m/s,答

9、案0.5 m/s,答案,(3)若將平板車固定且在上表面鋪上一種動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸增大的特殊材料，物塊在平板車上向右滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力Ff隨它距B點(diǎn)位移L的變化關(guān)系如圖乙所示，物塊最終滑離了平板車，求物塊滑離平板車時(shí)的速度大小.,答案,解析物塊在平板車上滑行時(shí)克服摩擦力做的功為FfL圖線與橫軸所圍的面積，則,物塊在平板車上滑行過程中，由動(dòng)能定理得：,1.表現(xiàn)形式 (1)直線運(yùn)動(dòng)：水平面上的直線運(yùn)動(dòng)、斜面上的直線運(yùn)動(dòng)、傳送帶上的直線運(yùn)動(dòng). (2)圓周運(yùn)動(dòng)：繩模型圓周運(yùn)動(dòng)、桿模型圓周運(yùn)動(dòng)、拱形橋模型圓周運(yùn)動(dòng). (3)平拋運(yùn)動(dòng)：與斜面相關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)、與圓軌道相關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng). 2.應(yīng)對(duì)策略 (1)力的觀點(diǎn)解

10、題：要認(rèn)真分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，關(guān)鍵是求出加速度；(2)兩大定理解題：應(yīng)確定過程的初、末狀態(tài)的動(dòng)量(動(dòng)能)，分析并求出過程中的沖量(功)；(3)過程中動(dòng)量或機(jī)械能守恒：根據(jù)題意選擇合適的初、末狀態(tài)，列守恒關(guān)系式，一般這兩個(gè)守恒定律多用于求某狀態(tài)的速度(率).,命題點(diǎn)三力學(xué)三大觀點(diǎn)解決多過程問題,例3如圖4所示，一對(duì)雜技演員(都視為質(zhì)點(diǎn))蕩秋千(秋千繩處于水平位置)從A點(diǎn)由靜止出發(fā)繞O點(diǎn)下擺，當(dāng)擺到最低點(diǎn)B時(shí)，女演員在極短時(shí)間內(nèi)將男演員沿水平方向推出，然后自己剛好能回到出發(fā)點(diǎn)A.已知男演員質(zhì)量為2m、女演員質(zhì)量為m，秋千的質(zhì)量不計(jì)，秋千的擺長(zhǎng)為R，C點(diǎn)比O點(diǎn)低5R.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求

11、：,圖4,(1)擺到最低點(diǎn)B，女演員未推男演員時(shí)秋千繩的拉力大??；,解析兩雜技演員從A點(diǎn)下擺到B點(diǎn)，只有重力做功，機(jī)械能守恒.設(shè)二者到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為v0，,答案9mg,答案,設(shè)繩子拉力大小為FT，由受力分析和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)有：,則FT9mg,(2)推開過程中，女演員對(duì)男演員做的功；,解析兩演員相互作用，沿水平方向動(dòng)量守恒 設(shè)作用后女、男演員的速度大小分別為v1、v2， 以v2的方向?yàn)檎较颍?m2m)v02mv2mv1,答案6mgR,答案,(3)男演員落地點(diǎn)C與O點(diǎn)的水平距離s.,解析男演員自B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)落到C點(diǎn)，有：sv2t,答案8R,答案,解得s8R.,變式3如圖5所示，光滑的水平桌面

12、高h(yuǎn)5 m，桌面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為mA5 kg、mB1 kg的小球A、B，它們之間有一個(gè)壓縮的輕彈簧(彈簧長(zhǎng)度很短、,圖5,答案,答案1 m,與兩小球沒有拴接)，B球通過一個(gè)長(zhǎng)L0.5 m、豎直繃緊的輕繩掛在B的正上方O點(diǎn).現(xiàn)同時(shí)由靜止釋放兩小球，已知B球以后恰好在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng).不計(jì)空氣阻力.g10 m/s2，求： (1)小球A落地時(shí)距桌面邊緣的水平距離x；,解析設(shè)球A、B被彈簧彈開后的速度分別為vA、vB，,解得vB5 m/s A、B被彈簧彈開過程動(dòng)量守恒，以vA的方向?yàn)檎较颍?0mAvAmBvB 解得vA1 m/s,解得球A落地時(shí)距桌面邊緣的水平距離x1 m,返回,答案,(

13、2)最初彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能Ep.,答案15 J,課時(shí)作業(yè),1.在如圖1所示的光滑水平面上，小明站在靜止的小車上用力向右推靜止的木箱，木箱離開手以5 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞，反彈回來后被小明接住.已知木箱的質(zhì)量為30 kg，人與車的總質(zhì)量為50 kg.求： (1)推出木箱后小明和小車一起運(yùn)動(dòng)的速度大??；,1,2,3,4,圖1,答案,答案3 m/s,解析人推木箱的過程，由動(dòng)量守恒定律可得： Mv1mv2 解得：人、車一起向左運(yùn)動(dòng)的速度v13 m/s,(2)小明接住木箱后三者一起運(yùn)動(dòng)，在接木箱過程中系統(tǒng)損失的能量.,1,2,3,4,答案,答案37.5 J,解析

14、小明接木箱的過程，取向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律可得： Mv1mv2(Mm)v 解得：三者的共同速度v3.75 m/s,2.如圖2所示，水平地面光滑，質(zhì)量為m1的A物塊，以v010 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng).質(zhì)量分別為m2、m3的物塊B與C，由輕質(zhì)并且處于原長(zhǎng)狀態(tài)的水平彈簧相連，B、C和彈簧初始靜止放置，某時(shí)刻A與B碰撞后立刻粘在一起.已知m12 kg，m2m33 kg，求： (1)A與B碰撞粘在一起后瞬間的速度大??；,1,2,3,4,圖2,答案,答案4 m/s,解析A與B碰撞過程，以A、B為系統(tǒng)，取向右為正方向， 由動(dòng)量守恒定律有：m1v0(m1m2)v 代入數(shù)據(jù)解得：v4 m/s,(2)此

15、后運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧被第一次壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能大小.,1,2,3,4,答案,答案15 J,解析彈簧被第一次壓縮到最短時(shí)A、B、C三物塊速度相等，設(shè)為v，由動(dòng)量守恒定律有：m1v0(m1m2m3)v 解得：v2.5 m/s 從A與B碰撞粘在一起到彈簧被第一次壓縮到最短的過程中由機(jī)械能守恒定律有：,解得：Ep15 J,3.如圖3所示，半徑R0.8 m的豎直光滑四分之一圓弧軌道固定在水平面上，質(zhì)量為m0.4 kg的滑塊從圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)A時(shí)，裝在滑塊內(nèi)部的微量炸藥發(fā)生爆炸，將滑塊炸成質(zhì)量之比為 的兩塊P、Q，其中P剛好又能回到圓弧軌道的最高點(diǎn)，Q沿水平面向右

16、滑行.已知Q與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ， 炸藥的質(zhì)量忽略不計(jì)，重力加速度g10 m/s2. (1)求Q在水平面上滑行的距離；,圖3,1,2,3,4,答案,1,2,3,4,解析設(shè)滑塊下滑到軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0，炸藥爆炸后瞬間P、Q的速度大小分別為v1和v2.,爆炸后，P上滑到軌道最高點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得,炸藥爆炸過程，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得 mv0m2v2m1v1,1,2,3,4,1,2,3,4,(2)若炸藥爆炸產(chǎn)生的化學(xué)能有80%轉(zhuǎn)化為P、Q增加的機(jī)械能，試計(jì)算炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)能.,答案,答案5 J,解析設(shè)炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)能為E，,4.如圖4所示，一顆質(zhì)量為m

17、0.1 kg的子彈以v050 m/s的水平速度打入靜止在光滑水平面上質(zhì)量為M0.9 kg的木塊中，并隨木塊一起沿光滑半圓環(huán)AB運(yùn),1,2,3,4,圖4,答案,動(dòng)到最高點(diǎn)B，以后又落回地面.要使木塊下落的水平位移最大(g取10 m/s2) (1)半圓環(huán)的半徑R應(yīng)是多大？,解析子彈、木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以v0的方向?yàn)檎较颍?mv0(mM)v1 解得v15 m/s 設(shè)木塊和子彈到達(dá)最高點(diǎn)的速度為v2,1,2,3,4,(2)最遠(yuǎn)落點(diǎn)離A多遠(yuǎn)？,答案,答案1.25 m,1,2,3,4,(3)木塊經(jīng)環(huán)最高點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)，對(duì)環(huán)的壓力多大？,解析最高點(diǎn)環(huán)對(duì)木塊的彈力向下，設(shè)為F,答案,答案30 N,解得：F30 N 根據(jù)牛頓第三定律，木塊經(jīng)環(huán)最高點(diǎn)B時(shí)對(duì)環(huán)的壓力大小為30 N.,返回,1,2,3,4,