動(dòng)量守恒經(jīng)典題型演示文稿_第1頁
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文檔簡介

動(dòng)量守恒經(jīng)典題型演示文稿目前一頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(0)對(duì)守恒條件的考察目前二頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)1、在以下幾種情況中,不屬于動(dòng)量守恒的有()A、車原來靜止,放于光滑水平面,車上的人從車頭走到車尾.B、水平放置的彈簧一端固定,另一端與置于光滑水平面的物體相連,令彈簧伸長,使物體運(yùn)動(dòng)起來.C、斜面體放于光滑水平地面上,物體由斜面頂端自由滑下,斜面體后退.D、光滑水平地面上,用細(xì)線拴住一個(gè)彈簧,彈簧的兩邊靠放兩個(gè)靜止的物體,用火燒斷彈簧的瞬間,兩物體被彈出.B目前三頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)2.把一支槍水平固定在小車上,小車放在光滑的水平地面上,槍沿水平方向發(fā)射一顆子彈,關(guān)于槍、彈、車,下列說法正確的是()A.槍和彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.槍、彈、車三者組成的系統(tǒng),因?yàn)闃審椇蜆屚仓g的摩擦力很小,使系統(tǒng)的動(dòng)量變化很小,可以忽略不計(jì),系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒.D.三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,因?yàn)橄到y(tǒng)只受重力和地面的支持力這兩個(gè)力作用,這兩個(gè)力的和為0.D目前四頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)3、如圖,小車放在光滑的水平面上,將系繩小球拉開到一定角度,然后同時(shí)放開小球和小車,那么在以后的過程中()A.小球向左擺動(dòng)時(shí),小車也向左運(yùn)動(dòng),且系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.小球向左擺動(dòng)時(shí),小車則向右運(yùn)動(dòng),且系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.小球向左擺到最高點(diǎn),小球的速度為零而小車速度不為零D.在任意時(shí)刻,小球和小車在水平方向的動(dòng)量一定大小相等、方向相反D反思:系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在水平方向所受外力為零,故系統(tǒng)水平分向動(dòng)量守恒。目前五頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)

4、質(zhì)量為M的小車在光滑水平地面上以速度v0勻速向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)車中的砂子從底部的漏斗中不斷流下時(shí),車子速度將()A.減小B.不變C.增大D.無法確定B反思:①注意同時(shí)性——分離瞬間,此時(shí)砂和小車共速。②砂和小車系統(tǒng)水平分向動(dòng)量守恒目前六頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)反思:系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在水平方向所受外力為零,故系統(tǒng)水平分向動(dòng)量守恒。5、如圖所示,質(zhì)量為M的小車在光滑的水平面上以v0向右勻速運(yùn)動(dòng),一個(gè)質(zhì)量為m的小球從高h(yuǎn)處自由下落,與小車碰撞后,反彈上升的最大高度仍為h.設(shè)M>>m,發(fā)生碰撞時(shí)彈力N>>mg,球與車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則小球彈起后的水平速度可能是()A、v0B、0C、2μ√2gh D、-v0AC目前七頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)小車AB靜置于光滑的水平面上,A端固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧,B端粘有橡皮泥,AB車質(zhì)量為M,長為L,質(zhì)量為m的木塊C放在小車上,用細(xì)繩連結(jié)于小車的A端并使彈簧壓縮,開始時(shí)AB與C都處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示,當(dāng)突然燒斷細(xì)繩,彈簧被釋放,使物體C離開彈簧向B端沖去,并跟B端橡皮泥粘在一起,以下說法中正確的是()A.如果AB車內(nèi)表面光滑,整個(gè)系統(tǒng)任何時(shí)刻機(jī)械能都守恒B.整個(gè)系統(tǒng)任何時(shí)刻動(dòng)量都守恒C.當(dāng)木塊對(duì)地運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí),小車對(duì)地運(yùn)動(dòng)速度為mv/MD.AB車向左運(yùn)動(dòng)最大位移小于LBCD反思:多個(gè)物體相互作用——完全非彈性碰撞(反沖模型),選定研究對(duì)象。目前八頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面上,小車內(nèi)表面不光滑,車內(nèi)放有質(zhì)量為m的物體,從某一時(shí)刻起給m物體一個(gè)水平向右的初速度v0,那么在物塊與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后()A.兩者速度均為零B.兩者速度總不相等C.車最終速度為mv0/M,向右D.車最終速度為mv0/(M+m),向右變式拓展:全過程系統(tǒng)損失了多少機(jī)械能?若不計(jì)物體與車碰撞的機(jī)械能損失,則物體相對(duì)小車走過多少路程?(設(shè)摩擦因數(shù)為μ)v0D目前九頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(一)碰撞類目前十頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(1)在彈性形變?cè)龃蟮倪^程中,系統(tǒng)中兩物體的總動(dòng)能減小,彈性勢(shì)能增大,在系統(tǒng)形變量最大時(shí),兩物體速度相等.在形變減?。ɑ謴?fù))的過程中,系統(tǒng)的彈性勢(shì)能減小,總動(dòng)能增大.(2)若形變不能完全恢復(fù),則相互作用過程中產(chǎn)生的內(nèi)能增量等于系統(tǒng)的機(jī)械能損失.碰撞的廣義理解:物理學(xué)所研究的碰撞,包括范圍很廣,只要通過相互作用使物體的動(dòng)量發(fā)生了明顯的變化,都可視為碰撞。目前十一頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(完全)彈性碰撞1、碰撞前后速度的變化動(dòng)量守恒:能量守恒:由(1)(2)式可以解出目前十二頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)2特例:質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰碰后實(shí)現(xiàn)動(dòng)量和動(dòng)能的全部轉(zhuǎn)移(即交換了速度)目前十三頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)完全非彈性碰撞碰撞后系統(tǒng)以相同的速度運(yùn)動(dòng)v1=v2=v動(dòng)量守恒:

動(dòng)能損失為目前十四頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)

解決碰撞問題必須同時(shí)遵守的三個(gè)原則:三.運(yùn)動(dòng)要合理原則碰撞前:二.系統(tǒng)能量不增加原則一.系統(tǒng)動(dòng)量守恒原則碰撞后:目前十五頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例1、質(zhì)量相等的A、B兩球在光滑水平面上沿一直線向同一方向運(yùn)動(dòng),A球的動(dòng)量為PA=7kg·m/s,B球的動(dòng)量為PB=5kg·m/s,當(dāng)A球追上B球發(fā)生碰撞,則碰撞后A、B兩球的動(dòng)量可能為(A)A.B.C.D.

目前十六頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例2.在光滑的水平面上,有A、B兩球沿同一直線向右運(yùn)動(dòng)(如圖1).已知碰撞前兩球的動(dòng)量分別為:pA=12kg·m/s,pB=13kg·m/s.碰撞后它們的動(dòng)量變化是ΔpA、ΔpB有可能的是:(A)ΔpA=-3kg·m/s,ΔpB=3kg·m/s.(B)ΔpA=4kg·m/s,ΔpB=-4kg·m/s.(C)ΔpA=-5kg·m/s,ΔpB=5kg·m/s.(D)ΔpA=-24kg·m/s,ΔpB=24kg·m/s.

AC目前十七頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例3如圖所示,半徑和動(dòng)能都相等的兩個(gè)小球相向而行,甲球質(zhì)量m甲大于乙球質(zhì)量m乙,水平面是光滑的,兩球做對(duì)心碰撞以后的運(yùn)動(dòng)情況可能是下述哪些情況?

A.甲球速度為零,乙球速度不為零B.兩球速度都不為零C.乙球速度為零,甲球速度不為零D.兩球都以各自原來的速率反向運(yùn)動(dòng)AB目前十八頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例4、在質(zhì)量為M的小車中掛有一單擺,擺球的質(zhì)量為m0,小車(和單擺)以恒定的速度v沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng),與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間極短。如圖所示,在此碰撞過程中,下列哪些說法是可能發(fā)生的()A、小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化,分別變?yōu)関1、v2、v3,滿足(M+m0)v=Mv1+mv2+m0v3B、擺球的速度不變,小車和木塊的速度分別變?yōu)関1和v2,滿足Mv=Mv1+mv2C、擺球的速度不變,小車和木塊的速度都變?yōu)関1,滿足Mv=(M+m)v1D、小車和擺球的速度都變?yōu)関1,木塊的速度變?yōu)関2,滿足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2BC反思:擺球——沒有直接參與作用,瞬間速度不能突變。目前十九頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(97上海)在光滑水平面上,兩球沿球心連線以相等速率相向而行,并發(fā)生碰撞,下列現(xiàn)象可能的是()A、若兩球質(zhì)量相同,碰后以某一相等速率互相分開B、若兩球質(zhì)量相同,碰后以某一相等速率同向而行C、若兩球質(zhì)量不同,碰后以某一相等速率互相分開D、若兩球質(zhì)量不同,碰后以某一相等速率同向而行AD反思:考慮彈性碰撞和非彈性碰撞兩種可能。目前二十頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)在光滑水平面上,動(dòng)能為E0、動(dòng)量大小為P0的小鋼球1與靜止小鋼球2發(fā)生碰撞,碰撞前后球1的運(yùn)動(dòng)方向相反,將碰撞后球1的動(dòng)能和動(dòng)量的大小記為E1、P1,球2的動(dòng)能和動(dòng)量的大小記為E2、P2,則必有()A、E1<E0B、P1<P0C、E2>E0D、P2>P0反思:考慮彈性碰撞和非彈性碰撞兩種可能。ABD目前二十一頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)如圖所示,木塊靜止在光滑水平地面上,左右各有一顆質(zhì)量分別為mA、mB的子彈分別以vA、vB的速度同時(shí)射入木塊,結(jié)果木塊仍保持靜止,且兩子彈在木塊中進(jìn)入深度分別為dA、dB,并有dA>dB若兩子彈所受摩擦力分別為FA、FB,則有()A、FA>FBB、EkA>EkBC、mA>mBD、vA>vBBDs2

ddBvAdAvB反思:(多個(gè)物體)系統(tǒng)動(dòng)量守恒及單個(gè)物體動(dòng)量定理的綜合運(yùn)用。目前二十二頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)廣義碰撞目前二十三頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例5.如圖所示,光滑水平面上質(zhì)量為m1=2kg的物塊以v0=2m/s的初速?zèng)_向質(zhì)量為m2=6kg靜止的光滑1/4圓弧面斜劈體。求:m1m2v05、分析與比較:下面的模型與該題的異同?v01、物塊m1滑到最高點(diǎn)位置時(shí),二者的速度2、物塊m1上升的最大高度3、物塊m1從圓弧面滑下后,二者速度4、若m1=m2物塊m1從圓弧面滑下后,二者速度目前二十四頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例6、如圖所示,水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌,間距為L,處于范圍很大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中.金屬棒ab、cd的質(zhì)量均為m,初狀態(tài)ab靜止,cd初速為v0,方向水平向右,則:1、ab、cd作什么樣的運(yùn)動(dòng)?2、ab、cd的最終速度為多少?3、回路中產(chǎn)生的熱量共有多少?目前二十五頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例7、如圖所示,帶同種電荷的A、B兩小球相距一定距離,放在光滑絕緣的水平面上,B球的質(zhì)量是A球質(zhì)量的三倍,A、B兩球分別以3m/s和2m/s相向運(yùn)動(dòng),它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過程中還沒碰上就分開了。(1)通過計(jì)算,判斷哪個(gè)小球先反向。(2)求A、B球距離最小時(shí),A、B球的速度。AB3m/s2m/s目前二十六頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(二)彈簧類目前二十七頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)彈簧彈力聯(lián)系的“兩體模型”由于彈簧的彈力是變力(隨形變量變化),彈簧彈力聯(lián)系的“兩體模型”一般都是作加速度變化的復(fù)雜運(yùn)動(dòng),所以復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程不容易明確,特殊的狀態(tài)必須把握:①最長(最短)時(shí)兩體的速度大小、方向相同②原長時(shí)兩體的速度一個(gè)最大,另外一個(gè)最小根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,當(dāng)彈簧伸長時(shí),后者加速,前者減速,當(dāng)彈簧壓縮時(shí),后者減速,前者加速。根據(jù)動(dòng)量守恒,當(dāng)一個(gè)物體加速時(shí),另外一個(gè)必須減速。根據(jù)能量守恒,當(dāng)彈簧有形變時(shí),機(jī)械能轉(zhuǎn)化成彈簧的彈性勢(shì)能。目前二十八頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)PQ1、如圖所示,位于光滑水平桌面上的小滑塊P和Q都可以視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量相等。P與輕質(zhì)彈簧相連,設(shè)Q靜止,P以某一初速度向Q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞。在整個(gè)碰撞過程中,彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于()A、P的初動(dòng)能B、P的初動(dòng)能的1/2C、P的初動(dòng)能的1/3D、P的初動(dòng)能的1/4B目前二十九頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)2、在一個(gè)足夠大的光滑平面內(nèi),有兩質(zhì)量相同的木塊A、B,中間用一輕質(zhì)彈簧相連.如圖所示.用一水平恒力F拉B,A、B一起經(jīng)過一定時(shí)間的勻加速直線運(yùn)動(dòng)后撤去力F.撤去力F后,A、B兩物體的情況是( ).A、在任意時(shí)刻,A、B兩物體的加速度大小相等B、彈簧伸長到最長時(shí),A、B的動(dòng)量相等C、彈簧恢復(fù)原長時(shí),A、B的動(dòng)量相等D、彈簧壓縮到最短時(shí),系統(tǒng)的總動(dòng)能最小ABD目前三十頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別是m1=5kg,m2=3kg.它們?cè)诠饣矫嫔涎赝恢本€向右運(yùn)動(dòng),速度分別為v1=5m/s,v2=1m/s.當(dāng)A追上B后,與B上固定的質(zhì)量不計(jì)的彈簧發(fā)生相互作用。彈簧被壓縮后再伸長,把A、B兩物體彈開,已知A、B兩物體作用前后均沿同一直線運(yùn)動(dòng),彈簧壓縮時(shí)未超過彈簧的彈性限度。求:(1)AB相互作用后的最終速度各是多少?(2)碰撞中彈簧具有的最大彈性勢(shì)能是多少?AB反思:彈性碰撞模型;共速時(shí)彈性勢(shì)能最大(1)vA=2m/s,vB=6m/s(2)ΔEpmax=15J目前三十一頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)3用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2kg的A、B兩物塊都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng),彈簧處于原長,質(zhì)量為4kg的物體C靜止在前方,如圖所示,B與C碰撞后二者粘在一起運(yùn)動(dòng)。求:在以后的運(yùn)動(dòng)中

(1)當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)物體A的速度多大?(2)彈性勢(shì)能的最大值是多大?(3)A的速度有可能向左嗎?為什么?目前三十二頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)解:(1)當(dāng)A、B、C三者的速度相等時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大,對(duì)A、B、C三者組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒有(2)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v’三物塊速度相等為vA時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大為EP,由能量守恒有目前三十三頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)量守恒則此時(shí)A、B、C動(dòng)能之和(3)系統(tǒng)的機(jī)械能故A不可能向左運(yùn)動(dòng)目前三十四頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)4如圖所示,輕彈簧的一端固定,另一端與滑塊B相連,B靜止在水平直導(dǎo)軌上,彈簧處在原長狀態(tài)。另一質(zhì)量與B相同滑塊A,從導(dǎo)軌上的P點(diǎn)以某一初速度向B滑行,當(dāng)A滑過距離L1時(shí),與B相碰,碰撞時(shí)間極短,碰后A、B緊貼在一起運(yùn)動(dòng),但互不粘連。已知最后A恰好返回出發(fā)點(diǎn)P并停止,滑塊A和B與導(dǎo)軌的滑動(dòng)摩擦因數(shù)都為u,運(yùn)動(dòng)過程中彈簧最大形變量為L2,重力加速度為g,求A從P出發(fā)時(shí)的初速度v0。目前三十五頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)解:設(shè)A、B質(zhì)量都為m,A滑過距離L1,與B碰撞前速度為v1由動(dòng)能定理有A、B碰撞過程中動(dòng)量守恒,設(shè)碰后A、B的共同速度為v2碰后A、B先一起向左運(yùn)動(dòng),接著A、B一起被彈回,在彈簧恢復(fù)到原長時(shí),設(shè)A、B的共同速度為v3。在這一過程中,彈簧勢(shì)能始末狀態(tài)都為零,由能量守恒,有此后A、B開始分離,A單獨(dú)向右滑到P點(diǎn)停下,由動(dòng)能定理有目前三十六頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(三)板塊模型目前三十七頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例1:如圖所示,長為L,質(zhì)量為M的木塊,質(zhì)量為m的物塊(可以看作是質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0從木塊的左端滑向右端。他們間的動(dòng)摩擦因素為μ,當(dāng)相對(duì)靜止時(shí),物快仍在木板上.(M>m)v01、物快與木板之間存在相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)間?2、當(dāng)相對(duì)靜止時(shí),物快相對(duì)地面的位移?3、系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量Q?4、欲使物快不脫離木板,則物快初速度滿足的條件?目前三十八頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例2、如圖所示,一質(zhì)量為M=2kg的平板車B放在光滑水平面上,在其右端放一質(zhì)量為m=1kg的小木塊A,A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,現(xiàn)使A以V1=0.4m/s的水平速度向左運(yùn)動(dòng),同時(shí)使B以V2=0.8m/s的速度向右運(yùn)動(dòng),最后A不會(huì)滑離B,求:(1)A、B最后的速度大小和方向;(2)從地面上看,小木塊向左運(yùn)動(dòng)到離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)處時(shí),平板車向右運(yùn)動(dòng)的位移大小。(3)為使小木塊不從小車上滑下,小車的長度L至少多大?目前三十九頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例3、如圖所示,甲車質(zhì)量為2kg,靜止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一質(zhì)量為1kg的物體,乙車質(zhì)量4kg,以5m/s的速度向左運(yùn)動(dòng),與甲車碰撞后,甲車獲得8m/s的速度。物體滑到乙車上,若乙車足夠長,上表面與物體的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,則物體在乙車上表面滑行多長時(shí)間相對(duì)乙車靜止?分析:甲車與乙車碰撞瞬間動(dòng)量守恒(此時(shí)物體并不參與)有后乙車與物體相互作用至共速動(dòng)量守恒有物體在乙車上勻加速有目前四十頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例4、如圖所示,質(zhì)量為M的小車左端放一質(zhì)量為m的物體.物體與小車之間的摩擦系數(shù)為μ,現(xiàn)在小車與物體以速度v0在水平光滑地面上一起向右勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)小車與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞后,物體在小車上向右滑移一段距離后一起向左運(yùn)動(dòng),求物體在小車上滑移的最大距離.Mmv0Mmv0v0MmVV目前四十一頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例5:長L=1m,質(zhì)量M=1kg的木板AB靜止于光滑水平面上。在AB的左端有一質(zhì)量m=1kg的小木塊C,現(xiàn)以水平恒力F=20N作用于C,使其由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)至AB的右端,C與AB間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,求F對(duì)C做的功及系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。ABCM=1kgm=1kgF=20N解:由于C受到外力作用所以系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,設(shè)木板向前運(yùn)動(dòng)的位移是S,則木塊的位移為S+L,時(shí)間為tABCFSL對(duì)C:F(S+L)-μmg(S+L)=1/2×mvm2(F-μmg)t=mvm對(duì)AB:μmgS=1/2×MvM2μmgt=MvM解以上四式得:vm=3vMS=0.5mF對(duì)C做的功W=F(S+L)=30J摩擦生的熱Q=μmgL=5J目前四十二頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)例6、如圖所示,足夠長且上表面粗糙的絕緣木板置于光滑的水平面上,質(zhì)量M=2kg。物塊質(zhì)量m=0.1kg靜止在M的左端,物塊帶負(fù)電,q=0.2C,加一個(gè)如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.5T。現(xiàn)給木板一個(gè)向左的初速度vo=14m/s,1、物塊的最大速度?2、木板的最小速度?v0目前四十三頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)彈簧與板塊結(jié)合——板塊兩次同速目前四十四頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)如圖所示,質(zhì)量為M=4kg的平板車靜止在光滑水平面上,其左端固定著一根輕彈,質(zhì)量為m=1kg的小物體以水平速度v0=5m/s從平板車右端滑上車,相對(duì)于平板車向左滑動(dòng)了L=1m后把彈簧壓縮到最短,然后又相對(duì)于平板車向右滑動(dòng)到最右端而與之保持相對(duì)靜止。求(1)小物體與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)這過程中彈性勢(shì)能的最大值。Mmv0目前四十五頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(四)子彈打木塊模型目前四十六頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)1.運(yùn)動(dòng)性質(zhì):以地面為參考系,子彈在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng);木塊在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

2.符合的規(guī)律:子彈和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒。3.與板塊模型的相同特征:一物體在另一物體上,在恒定的阻力作用下相對(duì)運(yùn)動(dòng),系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒,ΔE=f滑d相對(duì)(四)子彈打木塊的模型

目前四十七頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)5、子彈在木板內(nèi)相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)間?6、欲使子彈擊穿木塊,則子彈初速度滿足的條件?4、系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量Q?例、設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M、長為L的木塊,并留在木塊中不再射出,子彈鉆入木塊深度為d。設(shè)木塊對(duì)子彈的平均阻力為f。1、當(dāng)相對(duì)靜止時(shí),子彈和木塊的共同速度?2、當(dāng)相對(duì)靜止時(shí),子彈相對(duì)地面的位移?3、當(dāng)相對(duì)靜止時(shí),物塊相對(duì)地面的位移?目前四十八頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)2、如圖示,在光滑水平桌面上靜置一質(zhì)量為M=980克的長方形勻質(zhì)木塊,現(xiàn)有一顆質(zhì)量為m=20克的子彈以v0=300m/s的水平速度沿其軸線射向木塊,結(jié)果子彈留在木塊中沒有射出,和木塊一起以共同的速度運(yùn)動(dòng)。已知木塊沿子彈運(yùn)動(dòng)方向的長度為L=10cm,子彈打進(jìn)木塊的深度為d=6cm,設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力保持不變。(1)求子彈和木塊的共同的速度以及它們?cè)诖诉^程中所增加的內(nèi)能。(2)若子彈是以V0=400m/s的水平速度從同一方向射向該木塊的,則它能否射穿該木塊?(3)若能射穿木塊,求子彈和木塊的最終速度是多少?v0目前四十九頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)3、光滑水平面上靜置厚度不同的木塊A與B,質(zhì)量均為M。質(zhì)量為m的子彈具有這樣的水平速度:它擊中可自由滑動(dòng)的木塊A后,正好能射穿它?,F(xiàn)A固定,子彈以上述速度穿過A后,恰好還能射穿可自由滑動(dòng)的B,兩木塊與子彈的作用力相同。求兩木塊厚度之比。v0AVv0ABVB∴a/b=v02/v12=(M+m)/m目前五十頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)4、質(zhì)量為2m、長為L的木塊置于光滑的水平面上,質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平向右射穿木塊后速度為v0/2。設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力F恒定。求:(1)子彈穿過木塊的過程中木塊的位移(2)若木塊固定在傳送帶上,使木塊隨傳送帶始終以恒定速度u<v0水平向右運(yùn)動(dòng),則子彈的最終速度是多少?v02mm解析:(1)設(shè)子彈穿過木塊后木塊獲得的速度是V由系統(tǒng)動(dòng)量守恒得:mv0=mv0/2+2mV(1)由能量守恒得:FL=1/2×mv02-1/2×2mV2-1/2×m(v0/2

)2(2)對(duì)木塊有:FS=1/2×2mV2(3)解得:木塊的速度V=v0/4木塊的位移S=L/5目前五十一頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(五)人船模型目前五十二頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)(五)人船模型例:靜止在水面上的小船長為L,質(zhì)量為M,在船的最右端站有一質(zhì)量為m的人,不計(jì)水的阻力,當(dāng)人從最右端走到最左端的過程中,小船移動(dòng)的距離是多大?S1S2人動(dòng)船動(dòng),人停船停,人快船快,人慢船慢目前五十三頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)解:先畫出示意圖。人、船系統(tǒng)動(dòng)量守恒,總動(dòng)量始終為零,所以人、船動(dòng)量大小始終相等。從圖中可以看出,人、船的位移大小之和等于L。設(shè)人、船位移大小分別為l1、l2,由動(dòng)量守恒:mv1=Mv2,兩邊同乘時(shí)間t,得mS1=MS2,而S1+S2=L,應(yīng)該注意到:此結(jié)論與人在船上行走的速度大小無關(guān)。不論是勻速行走還是變速行走,甚至往返行走,只要人最終到達(dá)船的左端,那么結(jié)論都是相同的。S1若開始時(shí)人船一起以某一速度勻速運(yùn)動(dòng),則還滿足S2/S1=M/m嗎?目前五十四頁\總數(shù)六十四頁\編于十二點(diǎn)總結(jié):1、“人船模型”是動(dòng)量守恒定律的拓展應(yīng)用,它把速度和質(zhì)量的關(guān)系推廣到質(zhì)量和位移的關(guān)系。即:m1v1=m2v2則:m1s1=m2s2

2、此結(jié)論與人在船上行走的速度大小無關(guān)。不論是勻速行走還是變速行走,甚至往返行走,只要人最終到達(dá)船的左端,那么結(jié)論都是相同

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