《同步备课套餐之物理粤教版选修3-5讲义：模块要点回眸 第7点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步备课套餐之物理粤教版选修3-5讲义：模块要点回眸 第7点（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第7点动量和能量观点的综合应用1动量的观点和能量的观点动量的观点：动量定理和动量守恒定律能量的观点：动能定理和能量守恒定律若研究对象为一个系统，应优先考虑两大守恒定律，若研究对象为单个物体，可优先考虑两个定理，特别涉及时间问题时，应优先考虑动量定理，涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理这两个观点研究的是一个物理过程的初、末两个状态，不对过程变化的细节作深入的研究，这是它们比牛顿运动定律的方便之处2利用动量的观点和能量的观点解题应注意下列问题(1)动量定理和动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式；(2)动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分量表达式曲线运动(a不恒定)、竖直面内的圆周
2、运动、碰撞等，就中学知识而言，用力和运动的观点求解比较复杂，若用动量或能量的观点求解会比较简便对点例题如图1所示，光滑水平面上放置质量均为M2 kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时，两车自动分离)其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数0.5.一根通过细线(细线未画出)拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m1 kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能E010 J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止现剪断细线，求：(g10 m/s2)图1(1)滑块P滑上乙车前瞬间速度的大小；(2)要使滑块P恰好不滑离
3、小车乙，则小车乙的长度至少为多少？解题指导(1)设滑块P滑上乙车前的速度为v0，小车的速度为v，选甲、乙和P为系统，对从滑块P开始运动(初状态)到滑上乙车前(末状态)的过程，应用动量守恒有mv02Mv0在这个过程中系统的机械能守恒，有E0mv2Mv2联立两式解得：v04 m/s同时可得v1 m/s(2)设滑块P到达小车乙另一端时与小车恰好有共同速度v，选滑块的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有mv0Mv(mM)v解得：v m/s对滑块P和小车乙组成的系统，由能量守恒定律得mvMv2(mM)v2mgL联立各式，代入数据解得：L m.答案(1)4 m/s(2) m点拨提升动量和能量的综合问题往
4、往涉及的物体多、过程多、题目综合性强，解题时要认真分析物体间相互作用的过程，将过程合理分段，明确在每一个子过程中哪些物体组成的系统动量守恒，哪些物体组成的系统机械能守恒，然后针对不同的过程和系统选择动量守恒定律、机械能守恒定律或能量守恒定律列方程求解1如图2所示，A、B、C三个小物块放置在光滑水平面上，A紧靠竖直墙壁，A、B之间用轻弹簧拴接且轻弹簧处于原长，它们的质量分别为mAm，mB2m，mCm.现给C一水平向左的速度v0，C与B发生碰撞并粘在一起试求：图2(1)A离开墙壁前，弹簧的最大弹性势能；(2)A离开墙壁后，C的最小速度答案(1)mv(2)解析(1)B、C碰撞动量守恒，则mv03mv
5、弹簧压缩至最短，此时弹性势能最大，由动量守恒定律可得：Epm3mv2联立解得：Epmmv(2)在弹簧恢复原长的过程中，系统机械能守恒设弹簧恢复原长时，B、C的速度为v，有Epmmv2，则v，A离开墙壁后，在弹簧的作用下速度逐渐增大，B、C的速度逐渐减小，当弹簧再次恢复原长时，A达到最大速度vA，B、C的速度减小到最小值vC.在此过程中，系统动量守恒、机械能守恒，有3mvmvA3mvC，Epmmvmv解得：vC.2如图3所示，在倾角30的斜面上放置一段凹槽B，B与斜面间的动摩擦因数，槽内靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点)，它到凹槽左侧壁的距离d0.10 mA、B的质量都为m2.0 kg，B与
6、斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，不计A、B之间的摩擦，斜面足够长现同时由静止释放A、B，经过一段时间，A与B的侧壁发生碰撞，碰撞过程不计机械能损失，碰撞时间极短取g10 m/s2.求：图3(1)物块A和凹槽B的加速度大小；(2)物块A与凹槽B的左侧壁第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小答案(1)5.0 m/s20(2)01.0 m/s解析(1)设A的加速度为a1，则mgsin ma1，a1gsin 5.0 m/s2设B受到斜面施加的滑动摩擦力f，则f2mgcos 22.010 N10 N，方向沿斜面向上，B所受重力沿斜面的分力G1mgsin 2.010 N10 N，方向沿斜面向下，因为G1f，所以B受力平衡，释放后B保持静止，则凹槽B的加速度a20(2)释放A后，A做匀加速运动，设物块A运动到凹槽B的左内侧壁时的速度vA0，根据匀变速直线运动规律得vA022a1dvA0 m/s1.0 m/s因A、B发生弹性碰撞时间极短，沿斜面方向动量守恒，A和B碰撞前后动能守恒，设A与B碰撞后A的速度为vA1，B的速度为vB1，根据题意有mvA0mvA1mvB1mvA02mvA12mvB12解得第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度分别为vA10，vB11.0 m/s.
