高中物理 第1章 動(dòng)量守恒研究 第6講 動(dòng)量和能量觀(guān)點(diǎn)的綜合應(yīng)用課件 魯科版選修35

第1章第6講習(xí)題課動(dòng)量和能量觀(guān)點(diǎn)的綜合應(yīng)用目標(biāo)定位1.進(jìn)一步熟練應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題方法.2.綜合應(yīng)用動(dòng)量和能量觀(guān)點(diǎn)解決力學(xué)問(wèn)題.1 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識(shí)記點(diǎn)撥 2 課堂講義 理解深化探究3 對(duì)點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識(shí)記點(diǎn)撥解決力學(xué)問(wèn)題的三個(gè)基本觀(guān)點(diǎn)1.力的觀(guān)點(diǎn)：主要應(yīng)用 定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合求解，常涉及受力，加速或勻變速運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題.2.動(dòng)量的觀(guān)點(diǎn)：主要應(yīng)用 定理或 守恒定律求解.常涉及物體的受力和 問(wèn)題，以及相互作用的物體系問(wèn)題.3.能量的觀(guān)點(diǎn)：在涉及單個(gè)物體的受力和位移問(wèn)題時(shí)，常用 定理分析；在涉及物體系內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化問(wèn)題時(shí)，常用 定律.牛頓運(yùn)動(dòng)動(dòng)量動(dòng)量時(shí)間動(dòng)能能量的轉(zhuǎn)化和守恒課堂講義 理解深化探究一、爆炸類(lèi)問(wèn)題解決爆炸類(lèi)問(wèn)題時(shí)，要抓住以下三個(gè)特征：1.動(dòng)量守恒：由于爆炸是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)大于受到的外力，所以在爆炸過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.2.動(dòng)能增加：在爆炸過(guò)程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此爆炸后系統(tǒng)的總動(dòng)能增加.3.位置不變：爆炸的時(shí)間極短，因而作用過(guò)程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計(jì)，可以認(rèn)為爆炸后，物體仍然從爆炸的位置以新的動(dòng)量開(kāi)始運(yùn)動(dòng).例1從某高度自由下落一個(gè)質(zhì)量為M的物體，當(dāng)物體下落h時(shí)，突然炸裂成兩塊，已知質(zhì)量為m的一塊碎片恰能沿豎直方向回到開(kāi)始下落的位置，求：(1)剛炸裂時(shí)另一塊碎片的速度；爆炸時(shí)動(dòng)量守恒：Mvmv(Mm)v方向豎直向下(2)爆炸過(guò)程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為彈片的動(dòng)能？二、滑塊滑板模型1.把滑塊、滑板看作一個(gè)整體，摩擦力為內(nèi)力，則在光滑水平面上滑塊和滑板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒.2.由于摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒.應(yīng)由能量守恒求解問(wèn)題.3.注意滑塊若不滑離木板，最后二者具有共同速度.例2如圖1所示，光滑水平面上有A、B兩小車(chē)，質(zhì)量分別為mA20 kg，mB25 kg.A車(chē)以v03 m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，B車(chē)原來(lái)靜止，且B車(chē)右端放著物塊C，C的質(zhì)量為mC15 kg.A、B相撞且在極短時(shí)間內(nèi)連接在一起，不再分開(kāi).已知C與B水平上表面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，B車(chē)足夠長(zhǎng)，求C沿B上表面滑行的長(zhǎng)度.(g10 m/s2)圖1解析A、B相撞：由動(dòng)量守恒得mAv0(mAmB)v1(mAmB)v1(mAmBmC)v三、子彈打木塊模型1.子彈打木塊的過(guò)程很短暫，認(rèn)為該過(guò)程內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒.2.在子彈打木塊過(guò)程中摩擦生熱，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化.3.若子彈不穿出木塊，則二者最后有共同速度，機(jī)械能損失最多.例3如圖2所示，在水平地面上放置一質(zhì)量為M的木塊，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v射入木塊(未穿出)，若木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：(1)子彈射入后，木塊在地面上前進(jìn)的距離；解析因子彈未射出，故此時(shí)子彈與木塊的速度相同，而系統(tǒng)的機(jī)械能損失為初、末狀態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)能之差.圖2設(shè)子彈射入木塊時(shí)，二者的共同速度為v，取子彈的初速度方向?yàn)檎较?，則有：mv(Mm)v，二者一起沿地面滑動(dòng)，前進(jìn)的距離為s，由動(dòng)能定理得：(2)射入的過(guò)程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能.解析射入過(guò)程中的機(jī)械能損失四、彈簧類(lèi)模型1.對(duì)于彈簧類(lèi)問(wèn)題，在作用過(guò)程中，系統(tǒng)合外力為零時(shí)，滿(mǎn)足動(dòng)量守恒.2.整個(gè)過(guò)程常涉及到彈性勢(shì)能、動(dòng)能、內(nèi)能、重力勢(shì)能等的相互轉(zhuǎn)化，應(yīng)用能量守恒定律解決此類(lèi)問(wèn)題.3.注意：彈簧壓縮至最短時(shí)，彈簧連接的兩物體速度相等，此時(shí)彈簧具有最大彈性勢(shì)能.例4兩物塊A、B用輕彈簧相連，質(zhì)量均為2 kg，初始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，A、B兩物塊都以v6 m/s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量4 kg的物塊C靜止在前方，如圖3所示.B與C碰撞后二者會(huì)粘在一起運(yùn)動(dòng).則在以后的運(yùn)動(dòng)中：(1)當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物塊A的速度為多大？解析當(dāng)A、B、C三者的速度相等時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大.由A、B、C三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒有(mAmB)v(mAmBmC)vABC，圖3答案3 m/s(2)系統(tǒng)中彈性勢(shì)能的最大值是多少？解析B、C碰撞時(shí)B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者速度為vBC，設(shè)物塊A、B、C速度相同時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大為Ep，根據(jù)能量守恒答案12 J對(duì)點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋爆炸類(lèi)問(wèn)題1.一顆質(zhì)量為30 g的彈丸在距地面高20 m時(shí)僅有水平速度v10 m/s爆炸成為A、B兩塊，其中A的質(zhì)量為10 g，速度方向水平且與v方向相同，大小為vA100 m/s，求：(1)爆炸后A、B落地時(shí)的水平距離多大？解析爆炸時(shí)動(dòng)量守恒，有mvmAvA(mmA)vB代入數(shù)據(jù)得：vB35 m/s得t2 ssAvAt1002 m200 msBvBt352 m70 m落地時(shí)水平距離ssAsB270 m答案270 m(2)爆炸過(guò)程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能？解析爆炸過(guò)程中轉(zhuǎn)化的動(dòng)能答案60.75 J滑塊一滑板類(lèi)模型2.一質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l的長(zhǎng)方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A，mm，故v方向水平向右.(2)A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù).解析A與B之間因摩擦產(chǎn)生熱量QmgL子彈打木塊類(lèi)模型3.如圖5所示，在光滑水平面上放置一質(zhì)量為M1 kg的靜止木塊，一質(zhì)量為m10 g的子彈以v0200 m/s水平速度射向木塊，穿出后子彈的速度變?yōu)関1100 m/s，求木塊和子彈所構(gòu)成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能.圖5答案149.5 J彈簧類(lèi)模型4.如圖6所示，木塊A、B的質(zhì)量均為2 kg，置于光滑水平面上，B與一輕質(zhì)彈簧的一端相連，彈簧的另一端固定在豎直擋板上，當(dāng)A以4 m/s的速度向B撞擊時(shí)，由于有橡皮泥而粘在一起運(yùn)動(dòng)，那么彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能大小為()圖6A.4 J B.8 J C.16 J D.32 J答案B