動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用微專(zhuān)題

1、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用微專(zhuān)題（2）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，作圖建?！繌哪掣叨茸杂上侣湟粋€(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：(

2、1) 剛炸裂時(shí)另一塊碎片的速度；(2) 爆炸過(guò)程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為彈片的動(dòng)能？變式訓(xùn)練的質(zhì)量為1一顆質(zhì)量為30 g 的彈丸在距地面高20 m10 g ，速度方向水平且與v 方向相同，大小為時(shí)僅有水平速度v 10 m/svA 100 m/s ，求：爆炸成為A、 B 兩塊，其中A(1) 爆炸后 A、 B 落地時(shí)的水平距離多大？(2) 爆炸過(guò)程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能？二、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 2】( 多選 ) 用

3、不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為M的小木塊，木塊靜止，如圖2 所示現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈自左方水平射向木塊，并停留在木塊中，子彈初速度為v0，則下列判斷正確的是()A從子彈射向木塊到一起上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒mv0B子彈射入木塊瞬間動(dòng)量守恒，故子彈射入木塊瞬間子彈和木塊的共同速度為M mC忽略空氣阻力，子彈和木塊一起上升過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒，其機(jī)械能等于子彈射入木塊前的動(dòng)能22mv0D子彈和木塊一起上升的最大高度為2gMm2變式訓(xùn)練2. 如圖 1 所示的裝置中，木塊B 與水平桌面間的接觸面是光滑的，子彈A 沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研

4、究對(duì)象( 系統(tǒng) ) ，則此系統(tǒng)在從子彈開(kāi)始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過(guò)程中()A動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒B動(dòng)量不守恒、機(jī)械能不守恒C動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒D動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒練習(xí) 1. 質(zhì)量相等的 、B兩球之間壓縮一根輕質(zhì)彈簧，靜置于光滑水平桌面上，當(dāng)用板擋住小球A而只釋放B球A時(shí)， B 球被彈出落到距桌邊水平距離為x 的地面上，如圖6 所示，若再次以相同力壓縮該彈簧，取走A 左邊的擋板，將 A、 B同時(shí)釋放，則 B球的落地點(diǎn)距桌邊是多少？圖 62. 如圖 7 所示，一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩，靜止地懸掛著質(zhì)量為M的木塊，一質(zhì)量為m的子彈，以水平速度v0 擊中木塊，已知M9m，不計(jì)空氣阻力問(wèn)：(

5、1) 如果子彈擊中木塊后未穿出 ( 子彈進(jìn)入木塊時(shí)間極短 ) ，在木塊上升的最高點(diǎn)比懸點(diǎn) O低的情況下，木塊能上升的最大高度是多少？ ( 設(shè)重力加速度為 g)v 0(2) 如果子彈在極短時(shí)間內(nèi)以水平速度4 穿出木塊，則在這一過(guò)程中子彈、木塊系統(tǒng)損失的機(jī)械能是多少？3. 光滑水平軌道的右端有一固定的傾斜軌道，軌道面都是光滑曲面，曲面下端與水平面相切，如圖8 所示一質(zhì)量為 2 kg 的滑塊 A 以 vA 15 m/s 的速度向右滑行，另一質(zhì)量為 1 kg 的滑塊 B 從 5 m 高處由靜止開(kāi)始下滑，它們?cè)谒杰壍老嗯龊螅?B滑塊剛好返回出發(fā)點(diǎn) g 取 10 m/s 2.(1) 求第一次碰撞后滑塊A

6、的瞬時(shí)速度；(2) 求兩滑塊在第一次碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能4. 如圖 9 所示，光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為 m的物塊 A、 B、C. B 的左側(cè)固定一輕彈簧 ( 彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì) ) 設(shè) A 以速度 v0 朝 B 運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧，當(dāng) A、B 速度相等時(shí)， B 與 C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)假設(shè) B 和 C碰撞過(guò)程時(shí)間極短求從 A 開(kāi)始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過(guò)程中(1) 整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2) 彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能5兩滑塊 a、b 沿水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段兩者的位置x 隨時(shí)間 t 變化

7、的圖象如圖10 所示求：(1) 滑塊 a、 b 的質(zhì)量之比；(2) 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用電磁感應(yīng)與動(dòng)量的結(jié)合主要有兩個(gè)考點(diǎn)（安培力是變力，應(yīng)注意解決變力問(wèn)題的方式就是動(dòng)量定理）：對(duì)與單桿模型，則是與動(dòng)量定理結(jié)合。例如在光滑水平軌道上運(yùn)動(dòng)的單桿(不受其他力作用)，由于在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的單桿為變速運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程所受的安培力為變力，依據(jù)動(dòng)量定理F安tP ，而又由于F安tBILtBLq，qN=NBLx，Pmv2mv1 ，由以上四式將流經(jīng)桿電量q、桿位移x 及速度變化結(jié)合一起。R總R總對(duì)于雙桿模型，在受到安培力之外，受到的其他

8、外力和為零，則是與動(dòng)量守恒結(jié)合考察較多1、單桿問(wèn)題：利用動(dòng)量定理求電荷量及安培力作用的時(shí)間（安培力是變力，變力的時(shí)間在高中階段用動(dòng)量定理來(lái)解決）例題：如圖所示，間距均為L(zhǎng)、固定的兩平行導(dǎo)軌，由傾角均為 的傾斜導(dǎo)軌（斜軌） AC、 A C和足夠長(zhǎng)的水平導(dǎo)軌（平軌） CD、C D組成，斜軌與平軌在C、 C處各用絕緣材料制成的一小段圓弧連接，A 與 A間用一阻值為 R的電阻連接。 斜軌處于方向垂直軌面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，平軌 CX與 C X間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，XD與 X D間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，XX、 CC與導(dǎo)軌均垂直。兩根長(zhǎng)均為L(zhǎng)、電阻均為 R 的導(dǎo)體棒 ab、cd 分別靜止放在圖示位置的

9、導(dǎo)軌上，ab 從與 CC距離為 x 處由靜止釋放后，沿導(dǎo)軌下滑距離為x 時(shí)恰好開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò) CC進(jìn)入平軌，在XX處恰好與 cd 正碰，碰后兩棒粘合在一起，碰前兩棒各已處于穩(wěn)定狀態(tài)。已1知 XX左側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，右側(cè)的為2B， ab、 cd 的質(zhì)量分別為m、 2m。重力加速度大小為 g，兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，摩擦及導(dǎo)軌電阻均不計(jì)。求：（ 1） ab 到達(dá) CC處時(shí)的速度大小v0；（ 2） ab 由靜止釋放后，沿導(dǎo)軌下滑距離x 所用的時(shí)間 t ；（ 3） ab 由靜止釋放后， ab 損失的總機(jī)械能E。2、雙桿模型：安培力是作用力和反作用力，若將雙桿視為系統(tǒng)，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒，結(jié)合能量守恒等即可解決！例 3：如圖所示 , 兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在水平面上 , 左端向上彎曲 , 導(dǎo)軌間距為 l, 電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng), 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。導(dǎo)體棒 a 與 b 的質(zhì)量均為 m,電阻值分別為Ra=R,Rb=2R。b 棒放置在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處,a 棒在弧形導(dǎo)軌上距水平面h 高度處由靜止釋放。 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直, 重力加速度為 g。(1) 求 a 棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力的大小和方向。(2) 求最終穩(wěn)定時(shí)兩棒的速度大小。(3) 從 a 棒開(kāi)始下落到最終穩(wěn)定的過(guò)程中, 求 b 棒上