難點突破動量與能量PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 難點突破動量與能量難點突破動量與能量 動量和能量的知識貫穿整個物理學(xué)，涉及到動量和能量的知識貫穿整個物理學(xué)，涉及到 “力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)”等等 ，從動量和能量的角度分析處理問題是研究物理，從動量和能量的角度分析處理問題是研究物理 問題的一條重要的途徑，也是解決物理問題最重問題的一條重要的途徑，也是解決物理問題最重 要的思維方法之一。所以這部分是歷年高考命題要的思維方法之一。所以這部分是歷年高考命題 的重點和焦點。常以壓軸題形式出現(xiàn)，所以也是的重點和焦點。常以壓軸題形式出現(xiàn)，所以也是 大家普遍感到棘手的難點。高考卷中，大家普遍感到棘

2、手的難點。高考卷中，20042004年占年占 2020分，分，20052005年占年占1919分。分。 第1頁/共29頁 第2頁/共29頁 三、典型例題：三、典型例題： 第3頁/共29頁 例例1 1( (子彈打木塊問題子彈打木塊問題) )矩形滑塊由不同材料的上、下矩形滑塊由不同材料的上、下 兩層粘合在一起組成，將其放在光滑的水平面上（兩層粘合在一起組成，將其放在光滑的水平面上（ 如圖所示），質(zhì)量為的如圖所示），質(zhì)量為的m m子彈以速度子彈以速度v v 水平射向滑塊 水平射向滑塊 ，若射擊上層，子彈剛好不射出，若射擊下層，則，若射擊上層，子彈剛好不射出，若射擊下層，則 整個子彈剛好嵌入，由上述兩

3、種情況相比較（整個子彈剛好嵌入，由上述兩種情況相比較（ ） A A兩次子彈對滑塊做的功一樣多兩次子彈對滑塊做的功一樣多 B B兩次滑塊受到的沖量一樣大兩次滑塊受到的沖量一樣大 C C子彈嵌入下層時，對滑塊做功較多子彈嵌入下層時，對滑塊做功較多 D D子彈嵌入上層時，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量較多子彈嵌入上層時，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量較多 第4頁/共29頁 木塊和子彈最后有共同的速度木塊和子彈最后有共同的速度v 對木塊做的功：對木塊做的功： W=Mv2/2 mv0 =(m+M)V 木塊和子彈相互作用產(chǎn)生的熱量木塊和子彈相互作用產(chǎn)生的熱量 =mv02/2 (m+M)V2/2 Q = f d 木塊受到的沖量、動量的變化

4、木塊受到的沖量、動量的變化 I I = P = MV 可知可知ABAB選項正確選項正確 = f t v 第5頁/共29頁 兩個物體之間的相互作用兩個物體之間的相互作用 v0 v0 v0 v0 v v ？ mgL= mv02/2 (m+M)V2/2 mv0 =(m+M)V 第6頁/共29頁 兩個物體之間的相互作用（彈性碰撞）兩個物體之間的相互作用（彈性碰撞） v1v2v1 V2 m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 1/2 m1v12+ 1/2 m2v2= 1/2 m1v1+ 1/2 m2v2 由動量守恒和能量守恒（彈性碰撞由動量守恒和能量守恒（彈性碰撞 ） 如果：如果：m2=m1v1 =v2

5、 v2 =v1 即速度交換即速度交換 如果：如果：v2=0= =v 第7頁/共29頁 例質(zhì)量均為例質(zhì)量均為m m的兩小球的兩小球A A、B B間有壓縮的輕、短彈簧間有壓縮的輕、短彈簧 ，彈簧處于鎖定狀態(tài)，兩球的大小尺寸和彈簧尺寸都可，彈簧處于鎖定狀態(tài)，兩球的大小尺寸和彈簧尺寸都可 忽略，把它們放入固定在水平面上的豎直光滑發(fā)射管內(nèi)忽略，把它們放入固定在水平面上的豎直光滑發(fā)射管內(nèi) ，解除彈簧鎖定后，解除彈簧鎖定后，B B球仍然保持靜止，球仍然保持靜止，A A球能上升的最球能上升的最 大的高度為大的高度為R R，如甲圖所示?，F(xiàn)在讓兩球（包括鎖定的，如甲圖所示?，F(xiàn)在讓兩球（包括鎖定的 彈簧）沿光滑的半

6、徑也為彈簧）沿光滑的半徑也為R R的固定半徑槽左端的的固定半徑槽左端的M M點由靜點由靜 止開始滑下，如圖（乙）所示，到達(dá)半圓槽的最低點時止開始滑下，如圖（乙）所示，到達(dá)半圓槽的最低點時 解除彈簧鎖定，求解除彈簧鎖定，求A A球離開半圓槽后能上升的最大高度球離開半圓槽后能上升的最大高度 。 甲圖甲圖乙乙 圖圖 第8頁/共29頁 解：解除鎖定后彈簧將彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為解：解除鎖定后彈簧將彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為A A球的機(jī)球的機(jī) 械能，則彈簧的彈性勢能為械能，則彈簧的彈性勢能為Ep=mgR ABAB系統(tǒng)由水平位置滑到圓軌道最低點時速度為系統(tǒng)由水平位置滑到圓軌道最低點時速度為v v0 0，由，由 機(jī)械能

7、守恒定律，有機(jī)械能守恒定律，有 2mgR=2mv02/2 解除彈簧鎖定后，彈簧恢復(fù)到原長時，解除彈簧鎖定后，彈簧恢復(fù)到原長時，A A、B B的速度分的速度分 別為別為 v vA A、v vB B，由動量守恒和能量守恒，則有，由動量守恒和能量守恒，則有 2mv0=mvA+mvB 2mv02/2+Ep=mvA2/2+mvB2/2 gRgRv gRgRv A A 2 ),(2: 故 舍去不符合題意解得 第9頁/共29頁 設(shè)設(shè)A A球相對半圓槽口上升最大高度為球相對半圓槽口上升最大高度為h h，則有，則有 mg（h+R）=mvA2 /2 Rh)2 2 1 (:解得 第10頁/共29頁 第11頁/共29

8、頁 四：經(jīng)驗總結(jié)：三個基本觀點 力的觀點： 動量觀點： 動能定理、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 （包括機(jī)械能守恒定律） 牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)規(guī)律 動量定理、動量守恒定律 能量觀點： 第12頁/共29頁 心得體會：心得體會： 如何選用力學(xué)的三個基本觀點？如何選用力學(xué)的三個基本觀點？ 實戰(zhàn)演練 第13頁/共29頁 例例1. 質(zhì)量為質(zhì)量為M的汽車帶著質(zhì)量為的汽車帶著質(zhì)量為m的拖車在的拖車在 平直公路上勻速前進(jìn)，速度為平直公路上勻速前進(jìn)，速度為v0 ，某時刻拖車某時刻拖車 突然與汽車脫鉤，到拖車停下瞬間司機(jī)才發(fā)突然與汽車脫鉤，到拖車停下瞬間司機(jī)才發(fā) 現(xiàn)若汽車的牽引力一直未變，車與路面的現(xiàn)若汽車的牽引力一直未變，

9、車與路面的 動摩擦因數(shù)為動摩擦因數(shù)為，那么拖車剛停下時，汽車，那么拖車剛停下時，汽車 的瞬時速度是多大？的瞬時速度是多大？ v0 v Mm 小結(jié)小結(jié): :先大后小先大后小, ,守恒優(yōu)先守恒優(yōu)先 第14頁/共29頁 變變1： 質(zhì)量為質(zhì)量為M的汽車帶著質(zhì)量為的汽車帶著質(zhì)量為m的拖車的拖車 在平直公路上以加速度在平直公路上以加速度a勻加速前進(jìn)，當(dāng)速勻加速前進(jìn)，當(dāng)速 度為度為v0時拖車突然與汽車脫鉤，到拖車停下時拖車突然與汽車脫鉤，到拖車停下 瞬間司機(jī)才發(fā)現(xiàn)若汽車的牽引力一直未變瞬間司機(jī)才發(fā)現(xiàn)若汽車的牽引力一直未變 ，車與路面的動摩擦因數(shù)為，車與路面的動摩擦因數(shù)為，那么拖車剛，那么拖車剛 停下時，汽車

10、的瞬時速度是多大？停下時，汽車的瞬時速度是多大？ v0 v Mm 小結(jié)小結(jié): :涉及時間優(yōu)先用動量定理涉及時間優(yōu)先用動量定理 第15頁/共29頁 變變2： 質(zhì)量為質(zhì)量為M的汽車帶著質(zhì)量為的汽車帶著質(zhì)量為m的拖車的拖車 在平直公路上勻速前進(jìn)，中途拖車脫鉤，待在平直公路上勻速前進(jìn)，中途拖車脫鉤，待 司機(jī)發(fā)現(xiàn)時，汽車已行駛了司機(jī)發(fā)現(xiàn)時，汽車已行駛了L的距離，于是的距離，于是 立即關(guān)閉油門設(shè)運(yùn)行過程中所受阻力與重立即關(guān)閉油門設(shè)運(yùn)行過程中所受阻力與重 力成正比，汽車牽引力恒定不變，汽車停下力成正比，汽車牽引力恒定不變，汽車停下 時與拖車相距多遠(yuǎn)？時與拖車相距多遠(yuǎn)？ 0 v M m 小結(jié)小結(jié): :涉及位移

11、優(yōu)先用動能定理涉及位移優(yōu)先用動能定理 第16頁/共29頁 自我領(lǐng)悟：自我領(lǐng)悟： 1.1.選取對象是先系統(tǒng)后物體選取對象是先系統(tǒng)后物體 2.2.解決問題有三種途徑解決問題有三種途徑, ,一般來說用一般來說用 動量能量的觀點解決更方便些動量能量的觀點解決更方便些. . 3.3.涉及涉及S S優(yōu)先用動能定理優(yōu)先用動能定理 涉及涉及t t優(yōu)先用動量定理優(yōu)先用動量定理 第17頁/共29頁 例例2 (972 (97年全國卷年全國卷2525題題) )質(zhì)量為質(zhì)量為m m的鋼板與直立輕彈簧的鋼板與直立輕彈簧 的上端連接，彈簧下端固定在地上平衡時，彈簧的上端連接，彈簧下端固定在地上平衡時，彈簧 的壓縮量為的壓縮量

12、為x x0 0，如圖下圖所示一物塊從鋼板正上，如圖下圖所示一物塊從鋼板正上 方距離為方距離為3x3x0 0的的A A處自由落下，打在鋼板上并立刻與處自由落下，打在鋼板上并立刻與 鋼板一起向下運(yùn)動，但不黏連它們到達(dá)最低點后鋼板一起向下運(yùn)動，但不黏連它們到達(dá)最低點后 又向上運(yùn)動已知物塊質(zhì)量也為又向上運(yùn)動已知物塊質(zhì)量也為m m時，它們恰能回到時，它們恰能回到 O O點若物塊質(zhì)量為點若物塊質(zhì)量為2m2m，仍從，仍從A A 處自由落下，處自由落下， 則物塊與鋼板回到則物塊與鋼板回到O O點時，還具點時，還具 有向上的速度求物塊向上運(yùn)動有向上的速度求物塊向上運(yùn)動 到達(dá)的最高點與到達(dá)的最高點與O O點的距離

13、？點的距離？ 第18頁/共29頁 本題自我領(lǐng)悟：本題自我領(lǐng)悟： （1）當(dāng)運(yùn)動過程中不涉及細(xì)節(jié)問題或加速度時，可）當(dāng)運(yùn)動過程中不涉及細(xì)節(jié)問題或加速度時，可 用動量和能量的觀點分析問題。用動量和能量的觀點分析問題。 （2）涉及碰撞等過程用動量觀點，涉及位移過程宜）涉及碰撞等過程用動量觀點，涉及位移過程宜 用能量的觀點。用能量的觀點。 （3）解題的過程就是類似于機(jī)器的）解題的過程就是類似于機(jī)器的“拆卸拆卸”的過程的過程 。 這是一道復(fù)雜的動量與能量綜合題，是一道壓軸這是一道復(fù)雜的動量與能量綜合題，是一道壓軸 題題. 但是只要我們把復(fù)雜的狀態(tài)、過程進(jìn)行但是只要我們把復(fù)雜的狀態(tài)、過程進(jìn)行“拆解拆解 ”，

14、把它變成一個個我們熟悉的小過程，就能做，把它變成一個個我們熟悉的小過程，就能做 到化難為易，化繁為簡！到化難為易，化繁為簡！ 第19頁/共29頁 題題1如圖所示，水平軌道的如圖所示，水平軌道的AB段是光滑的，段是光滑的，BC段是粗糙的段是粗糙的 ，AB軌道與軌道與BC軌道在軌道在B點銜接。一個質(zhì)量點銜接。一個質(zhì)量m1=1kg的木塊的木塊1被被 一條細(xì)線的一端拴住放在一條細(xì)線的一端拴住放在AB段上，細(xì)線的另一端固定在墻壁段上，細(xì)線的另一端固定在墻壁 上，木塊上，木塊1和墻壁之間夾有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，此時彈和墻壁之間夾有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，此時彈 簧具有彈性勢能為簧具有彈性勢能為18J。在。

15、在B點放置一個質(zhì)量點放置一個質(zhì)量m2=0.5kg的木塊的木塊2 。當(dāng)剪斷這條細(xì)線后，木塊。當(dāng)剪斷這條細(xì)線后，木塊1被彈出而向右運(yùn)動，木塊被彈出而向右運(yùn)動，木塊1即將即將 與木塊與木塊2發(fā)生碰撞的瞬間，彈簧恰好恢復(fù)原長，木塊發(fā)生碰撞的瞬間，彈簧恰好恢復(fù)原長，木塊1和和2碰碰 撞后粘在一起。已知木塊撞后粘在一起。已知木塊1和木塊和木塊2與與BC段軌道間的動摩擦因段軌道間的動摩擦因 數(shù)均為數(shù)均為=0.1，g取取10m/s2，求：碰撞后，兩個木塊能在，求：碰撞后，兩個木塊能在BC段段 上滑行多遠(yuǎn)？上滑行多遠(yuǎn)？ 問問1：若要求碰后兩個木塊在若要求碰后兩個木塊在BC段上滑行的時間，你將段上滑行的時間，你將

16、 選用什么規(guī)律？選用什么規(guī)律？ 問問2：通過求解此題，你能總結(jié)一下解力學(xué)綜合題的通過求解此題，你能總結(jié)一下解力學(xué)綜合題的 一般方法嗎？一般方法嗎？ 練一練 第20頁/共29頁 題題2.（05全國理綜全國理綜,25）如圖所示，一對雜技演員（都視）如圖所示，一對雜技演員（都視 為質(zhì)點）乘秋千（秋千繩處于水平位置）從為質(zhì)點）乘秋千（秋千繩處于水平位置）從A點由靜止出發(fā)點由靜止出發(fā) 繞繞O點下擺，當(dāng)擺到最低點點下擺，當(dāng)擺到最低點B時，女演員在極短時間內(nèi)將男時，女演員在極短時間內(nèi)將男 演員沿水平方向推出，然后自已剛好能回到高處演員沿水平方向推出，然后自已剛好能回到高處A 。求男演。求男演 員落地點員落地

17、點C 與與O 點的水平距離點的水平距離S。已知男演員質(zhì)量。已知男演員質(zhì)量m1，和女，和女 演員質(zhì)量演員質(zhì)量m2之比之比m1:m2=2:1,秋千的質(zhì)量不計，秋千的擺長為秋千的質(zhì)量不計，秋千的擺長為 R , C 點比點比O 點低點低5R。 A B C s 5R O R 回顧考題,體驗方法 第21頁/共29頁 A B C s 5R O R S=8R 題2分析 1：男女演員從：男女演員從A擺到擺到B 2：女演員推出男演員：女演員推出男演員 3：男演員從：男演員從B到到C 4：女演員從：女演員從B回擺到回擺到A 過程過程 選用規(guī)律選用規(guī)律 方程方程 機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒 動量守恒動量守恒 平拋規(guī)律平拋規(guī)

18、律 機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒 2 0212 1 21 )(vmmgRmm 1201 122 mmvmvm v 2 1 12 4,RgtSvt 2 1 2222 m gRm v 第22頁/共29頁 題題3.如圖所示，用半徑如圖所示，用半徑r =0.4m的電動滾輪在長薄鐵板上表面的電動滾輪在長薄鐵板上表面 壓軋一道淺槽。薄鐵板的長壓軋一道淺槽。薄鐵板的長L=2.8m、質(zhì)量、質(zhì)量m=10kg。已知滾輪。已知滾輪 與鐵板、鐵板與工作臺面間的動摩擦因數(shù)分別為與鐵板、鐵板與工作臺面間的動摩擦因數(shù)分別為1=0.3和和 2=0.1。鐵板從一端放入工作臺的滾輪下，工作時滾輪對鐵。鐵板從一端放入工作臺的滾輪下，工作時

19、滾輪對鐵 板產(chǎn)生恒定的豎直向下的壓力板產(chǎn)生恒定的豎直向下的壓力F=100N，在滾輪的摩擦作用下，在滾輪的摩擦作用下 鐵板由靜止向前運(yùn)動并被壓軋出一淺槽。已知滾輪轉(zhuǎn)動的角鐵板由靜止向前運(yùn)動并被壓軋出一淺槽。已知滾輪轉(zhuǎn)動的角 速度恒為速度恒為=5rad/s，g取取10m/s2。 加工一塊鐵板需要多少時間？加工一塊鐵板需要多少時間？ 加工一塊鐵板電動機(jī)要消耗多少電能？加工一塊鐵板電動機(jī)要消耗多少電能？ （不考慮電動機(jī)自身的能耗）（不考慮電動機(jī)自身的能耗） 鐵板鐵板 滾輪滾輪 試一試 第23頁/共29頁 r =0.4m L=2.8m m=10kg 滾輪與鐵板滾輪與鐵板1=0.3 鐵板與工鐵板與工 作臺

20、間作臺間2=0.1 F=100N =5rad/s，g取取10m/s2。 加工一塊鐵板需要多少時間？加工一塊鐵板需要多少時間？ 加工一塊鐵板電動機(jī)要消耗多少電能？加工一塊鐵板電動機(jī)要消耗多少電能？ （不考慮電動機(jī)自身的能耗）（不考慮電動機(jī)自身的能耗） 鐵板鐵板 滾輪滾輪 題3分析 2、在涉及到相對位移（路程）且摩擦生熱時，一般、在涉及到相對位移（路程）且摩擦生熱時，一般 選用能量觀點分析選用能量觀點分析 本題總結(jié)： 1、受力分析、運(yùn)動情況分析是明確物理過程的關(guān)鍵；、受力分析、運(yùn)動情況分析是明確物理過程的關(guān)鍵； 問1：鐵板做什么運(yùn)動？ 問2：電動機(jī)輸出的能量轉(zhuǎn)化為哪些形式的能量？ 問3：電動機(jī)輸出的能量是如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的？ 第24頁/共29頁 課堂小結(jié) 一、三個基本觀點選用的一般原則：一、三個基本觀點選用的一般原則： 1以單個物體為研究對象時以單個物體為