（動量和能量的綜合應(yīng)用）人教版物理選修3-5教學(xué)課件

1、講解人：精品課件 時間：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第7節(jié) 能量和動量的綜合應(yīng)用第16章 動量守恒定律人教版高中物理選修3-5第一頁，共二十頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟練掌握動量守恒定律的運(yùn)用.2.利用動量守恒定律結(jié)合能量守恒解決相關(guān)功能關(guān)系問題第二頁，共二十頁。1.把滑塊、木板看做一個整體，摩擦力為內(nèi)力，在光滑水平面上滑塊和木板組成的系統(tǒng)動量守恒.2.由于摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒.應(yīng)由能量守恒求解問題.3.滑塊若未滑離木板時最后二者有共同速度，機(jī)械能損失最多.【要點精華】主題一、滑塊木板模型第三頁，共二十頁。典例1如圖所示，在光滑的水平

2、面上有一質(zhì)量為M的長木板，以速度v0向右做勻速直線運(yùn)動，將質(zhì)量為m的小鐵塊輕輕放在木板上的A點，這時小鐵塊相對地面速度為零，小鐵塊相對木板向左滑動.由于小鐵塊和木板間有摩擦，最后它們之間相對靜止，已知它們之間的動摩擦因數(shù)為，問：典型例題第四頁，共二十頁。解析木板與小鐵塊組成的系統(tǒng)動量守恒.以v0的方向為正方向，由動量守恒定律得，Mv0(Mm)v，則v .(1)小鐵塊跟木板相對靜止時，它們的共同速度多大？典型例題第五頁，共二十頁。(2)它們相對靜止時，小鐵塊與木板上的A點距離多遠(yuǎn)？解析由功能關(guān)系可得，摩擦力在相對位移上所做的功等于系統(tǒng)動能的減少量，mgx相Mv(Mm)v2.解得x相.典型例題第六

3、頁，共二十頁。(3)在全過程中有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？解析方法一：由能量守恒定律可得，方法二：根據(jù)功能關(guān)系，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功，即典型例題第七頁，共二十頁。典例2如圖所示，光滑水平桌面上有長L2 m的擋板C，質(zhì)量mC5 kg，在其正中央并排放著兩個小滑塊A和B，mA1 kg，mB3 kg，開始時三個物體都靜止.在A、B間放有少量塑膠炸藥，爆炸后A以6 m/s的速度水平向左運(yùn)動，A、B中任意一塊與擋板C碰撞后，都粘在一起，不計摩擦和碰撞時間，求：解析A、B、C系統(tǒng)動量守恒，有0(mAmBmC)vC，解得vC0.答案0(1)當(dāng)兩滑塊A、B都與擋板C碰撞后，C的速度是多大；典型例題

4、第八頁，共二十頁。解析炸藥爆炸時A、B系統(tǒng)動量守恒，有mAvAmBvB解得：vB2 m/s所以A先與C碰撞，A、C碰撞前后系統(tǒng)動量守恒，有mAvA(mAmC)v解得v1 m/sA、C碰撞過程中損失的機(jī)械能(2)A、C碰撞過程中損失的機(jī)械能.典型例題第九頁，共二十頁。1.子彈打木塊的過程很短暫，認(rèn)為該過程內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，則系統(tǒng)動量守恒.2.在子彈打木塊過程中摩擦生熱，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，二者最后有共同速度，機(jī)械能損失最多.【要點精華】主題二、子彈打木塊模型第十頁，共二十頁。典例3如圖所示，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

5、(未穿出)，若木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為，求：(1)子彈射入后，木塊在地面上前進(jìn)的距離；(2)射入的過程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(3)子彈在木塊中打入的深度.典型例題第十一頁，共二十頁。解析因子彈未射出，故碰撞后子彈與木塊的速度相同，而系統(tǒng)損失的機(jī)械能為初、末狀態(tài)系統(tǒng)的動能之差.(1)設(shè)子彈射入木塊后，二者的共同速度為v，取子彈的初速度方向為正方向，則由動量守恒得：mv(Mm)v二者一起沿地面滑動，前進(jìn)的距離為x，由動能定理得：(Mm)gx0 (Mm)v2由兩式解得：x典型例題第十二頁，共二十頁。答案典型例題第十三頁，共二十頁。1.對于彈簧類問題，在作用過程中，若系統(tǒng)合外力為零，則滿足動量守恒.

6、2.整個過程往往涉及到多種形式的能的轉(zhuǎn)化，如：彈性勢能、動能、內(nèi)能、重力勢能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)用能量守恒定律解決此類問題.3.注意：彈簧壓縮最短時，彈簧連接的兩物體速度相等，此時彈簧彈性勢能最大.【要點精華】三、彈簧類模型第十四頁，共二十頁。例4兩物塊A、B用輕彈簧相連，質(zhì)量均為2 kg，初始時彈簧處于原長，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，質(zhì)量為4 kg的物塊C靜止在前方，如圖所示.B與C碰撞后二者會粘在一起運(yùn)動.則在以后的運(yùn)動中：(1)當(dāng)彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的速度為多大？解析當(dāng)A、B、C三者的速度相等時彈簧的彈性勢能最大.由A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒得，(mA

7、mB)v(mAmBmC)vABC，解得vABC3 m/s.典型例題第十五頁，共二十頁。(2)系統(tǒng)中彈性勢能的最大值是多少？解析B、C碰撞時B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者速度為vBC，則mBv(mBmC)vBC得：vBC2 m/s，設(shè)物塊A、B、C速度相同時彈簧的彈性勢能最大為Ep，根據(jù)能量守恒答案12 J典型例題第十六頁，共二十頁。1.含有彈簧類的碰撞問題，要特別注意物塊碰撞中機(jī)械能可能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以全過程看系統(tǒng)機(jī)械能往往不守恒.2.處理動量和能量結(jié)合問題時應(yīng)注意的問題(1)守恒條件：動量守恒條件是系統(tǒng)所受合外力為零，而機(jī)械能守恒條件是合外力做的功為零.(2)分析重點：判斷動

8、量是否守恒研究系統(tǒng)的受力情況，而判斷機(jī)械能是否守恒及能量的轉(zhuǎn)化情況研究系統(tǒng)的做功情況.(3)表達(dá)式：動量為矢量式，能量為標(biāo)量式.(4)注意：某一過程中系統(tǒng)動量守恒，但機(jī)械能不一定守恒，反之，機(jī)械能守恒的過程動量不一定守恒.總結(jié)提升第十七頁，共二十頁。1.(多選)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，質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊，若射擊下層，子彈剛好不射出，若射擊上層，則子彈剛好能射進(jìn)一半厚度，如圖所示，上述兩種情況相比較()A.子彈對滑塊做功一樣多B.子彈對滑塊做的功不一樣多C.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多D.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量不一定多AC課堂練習(xí)第十八頁，共二十頁。2.(多選)質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為.初始時小物塊停在箱子正中間，如圖所示.現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對靜止.