專題二第二講動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用

第二講動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用-2-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建-3-策略指導(dǎo)在2020年的備考中,應(yīng)在牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),對(duì)涉及的一些現(xiàn)象如碰撞、爆炸、反沖等有深刻的理解,注重動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用,注重動(dòng)量在電磁感應(yīng)習(xí)題中的應(yīng)用,注重動(dòng)量、能量綜合性試題的練習(xí),培養(yǎng)建模能力、知識(shí)遷移能力以及聯(lián)系實(shí)際處理問題的能力。-4-高考真題12019全國(guó)Ⅰ卷最近,我國(guó)為“長(zhǎng)征九號(hào)”研制的大推力新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)試成功,這標(biāo)志著我國(guó)重型運(yùn)載火箭的研發(fā)取得突破性進(jìn)展。若某次實(shí)驗(yàn)中該發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴射的氣體速度約為3m/s,產(chǎn)生的推力約為48×106N,則它在1s時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為A16×102gB16×103gC16×105g D16×106g考點(diǎn)定位:動(dòng)量定理解題思路與方法:以噴射氣體為研究對(duì)象,應(yīng)用動(dòng)量定理列方程求解。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-5-22018全國(guó)Ⅱ卷高空墜物極易對(duì)行人造成傷害,若一個(gè)50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下,與地面的碰撞時(shí)間約為2ms,則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為A10N D104N考點(diǎn)定位:動(dòng)量定理、機(jī)械能守恒定律解題思路與方法:利用動(dòng)能定理求出落地時(shí)的速度,然后借助于動(dòng)量定理求出地面的接觸力。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-6-32016全國(guó)Ⅲ卷如圖,水平地面上有兩個(gè)靜止的小物塊a和b,其連線與墻垂直:a和b相距l(xiāng),b與墻之間也相距l(xiāng);a的質(zhì)量為m,b的質(zhì)量為m。兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同?，F(xiàn)使a以初速度v0向右滑動(dòng)。此后a與b發(fā)生彈性碰撞,但b沒有與墻發(fā)生碰撞。重力加速度大小為g。求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)滿足的條件?？键c(diǎn)定位:動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律的應(yīng)用方法技巧:本題要按時(shí)間順序分析物體的運(yùn)動(dòng)過程,知道彈性碰撞過程遵守動(dòng)量守恒和能量守恒,要結(jié)合功能關(guān)系分析b與墻不相撞的條件。-7-解析:設(shè)物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若要物塊a、b能夠發(fā)生碰撞,應(yīng)有設(shè)在a、b發(fā)生彈性碰撞前的瞬間,a的速度大小為v1。由能量守恒有-8--9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理L考法1概念的理解和應(yīng)用

規(guī)律方法1動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系1動(dòng)量和動(dòng)能都與物體的某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng),都與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。但它們存在明顯的不同:動(dòng)量的大小與速度成正比,v;動(dòng)能的大小與速度的二次方成正比,E=。兩者的關(guān)系:E。2動(dòng)量是矢量,而動(dòng)能是標(biāo)量。物體的動(dòng)量發(fā)生變化時(shí),動(dòng)能不一定變化;但物體的動(dòng)能一旦發(fā)生變化,則動(dòng)量必發(fā)生變化。3動(dòng)量的變化量Δp=p2-p1是矢量式,其運(yùn)算遵循平行四邊形定則;動(dòng)能的變化量ΔE=E2-E1是標(biāo)量式,運(yùn)算時(shí)應(yīng)用代數(shù)法。2動(dòng)量和沖量的關(guān)系沖量是物體動(dòng)量變化的原因,動(dòng)量變化量的方向與合外力沖量方向相同。-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三【典例1】如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓周上,a在圓周最高點(diǎn),d在圓周最低點(diǎn),每根桿上都套著質(zhì)量相等的小滑環(huán)圖中未畫出,三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c同時(shí)由靜止釋放。關(guān)于它們下滑的過程,下列說(shuō)法正確的是A重力對(duì)它們的沖量相同B彈力對(duì)它們的沖量相同C合外力對(duì)它們的沖量相同D它們動(dòng)能的增量相同思維點(diǎn)撥設(shè)任一細(xì)桿與豎直方向的夾角為α,環(huán)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,圓周的直徑為D,則環(huán)的加速度大小a=gcosα,由位移公式得:答案解析解析關(guān)閉由于三個(gè)環(huán)的重力相等,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,由公式I=Ft分析可知,各環(huán)重力的沖量相等,故A正確;c環(huán)受到的彈力最大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,則彈力對(duì)環(huán)c的沖量最大,故B錯(cuò)誤;a環(huán)的加速度最大,受到的合力最大,則合力對(duì)a環(huán)的沖量最大,故C錯(cuò)誤;重力對(duì)a環(huán)做功最大,其動(dòng)能的增量最大,故D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉A-11-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1多選2017全國(guó)Ⅲ卷一質(zhì)量為2g的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示,則At=1s時(shí)物塊的速率為1m/sBt=2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4g·m/sCt=3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5g·m/sDt=4s時(shí)物塊的速度為零答案解析解析關(guān)閉根據(jù)動(dòng)量定理Ft=m×Δv得,t=1s時(shí)物塊的速率為1m/s,A正確;t=2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg·m/s,B正確;t=3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為前3s內(nèi)圖線與時(shí)間軸所圍成圖形的“總面積”,S=2×2N·s-1×1N·s=3N·s,故t=3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為3kg·m/s,C錯(cuò)誤;由于前4s內(nèi)圖線與時(shí)間軸所圍成圖形的“總面積”不為零,故沖量不為零,速度不為零,D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉AB-12--13-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,將彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下,將蹦極過程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng),從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中,下列分析正確的是A繩對(duì)人的沖量始終向上,人的動(dòng)量先增大后減小B繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小C繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢(shì)能為零,人的動(dòng)能最大D人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力答案解析解析關(guān)閉從繩恰好伸直到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中,人先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),加速度等于零時(shí),速度最大,故人的動(dòng)量和動(dòng)能都是先增大后減小,加速度等于零時(shí)(即繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力時(shí))速度最大,動(dòng)量和動(dòng)能最大。在最低點(diǎn)時(shí)人具有向上的加速度,繩對(duì)人的拉力大于人所受的重力,繩的拉力方向始終向上與運(yùn)動(dòng)方向相反,故繩對(duì)人的沖量方向始終向上,繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉A-14-球落彈簧模型-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考法2動(dòng)量定理的應(yīng)用

規(guī)律方法理解動(dòng)量定理時(shí)應(yīng)注意的問題1動(dòng)量定理表明沖量既是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因,又是物體動(dòng)量變化的量度。這里所說(shuō)的沖量是物體所受的合力的沖量或者說(shuō)是物體所受各個(gè)外力沖量的矢量和。2動(dòng)量定理的研究對(duì)象是一個(gè)物體或可視為一個(gè)物體的系統(tǒng)。3動(dòng)量定理是過程定理,解題時(shí)必須明確過程及初、末狀態(tài)的動(dòng)量。4動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式,在一維情況下,各個(gè)矢量必須選取統(tǒng)一的正方向。-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三【典例2】2016全國(guó)Ⅰ卷某游樂園入口旁有一噴泉,噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計(jì)算方便起見,假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出;玩具底部為平板面積略大于S;水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱?在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ,重力加速度大小為g。求:1噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量;2玩具在空中懸停時(shí),其底面相對(duì)于噴口的高度。思維點(diǎn)撥本題考查了動(dòng)量定理的應(yīng)用,要知道玩具在空中懸停時(shí),受力平衡,合力為零,也就是水對(duì)玩具的沖力等于玩具的重力。本題的難點(diǎn)是求水對(duì)玩具的沖力,而求這個(gè)沖力的關(guān)鍵是單位時(shí)間內(nèi)水的質(zhì)量,注意空中的水柱并非圓柱體,要根據(jù)流量等于速度乘以時(shí)間后再乘以噴泉出口的面積S求出流量,最后根據(jù)m=ρV求質(zhì)量。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析:1設(shè)Δt時(shí)間內(nèi),從噴口噴出的水的體積為ΔV,質(zhì)量為Δm,則Δm=ρΔV①ΔV=v0SΔt②2設(shè)玩具懸停時(shí)其底面相對(duì)于噴口的高度為h,水從噴口噴出后到達(dá)玩具底面時(shí)的速度大小為v。對(duì)于Δt時(shí)間內(nèi)噴出的水,由能量守恒得-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3飛機(jī)在空中可能撞到一只鳥,但撞到一只兔子就比較罕見了,而這種情況真的被澳大利亞一架飛機(jī)遇到了。2017年10月20日,一架從墨爾本飛往布里斯班的飛機(jī),飛到1500m高時(shí)就撞到了一只兔子,當(dāng)時(shí)這只兔子正被一只鷹抓著,兩者撞到飛機(jī)當(dāng)場(chǎng)殞命。設(shè)當(dāng)時(shí)飛機(jī)正以720m/h的速度飛行,撞到質(zhì)量為2g的兔子,作用時(shí)間為01s。則飛機(jī)受到兔子的平均撞擊力約為A144×103N B40×103NC80×103N D144×104N答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三4如圖所示,靜止在光滑水平面上的小車M=20g。從水槍中噴出的水柱的橫截面積S=10cm2,速度v=10m/s,水的密度ρ=10×103g/m3。若用水槍噴出的水從車后沿水平方向沖擊小車的前壁,且沖擊到小車前壁的水全部沿前壁流進(jìn)小車中。當(dāng)有質(zhì)量m=5g的水進(jìn)入小車時(shí),試求:1小車的速度大小;2小車的加速度大小。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用H規(guī)律方法1對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng),應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。2一般碰撞的三個(gè)制約關(guān)系一般碰撞介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間:動(dòng)量守恒,機(jī)械能或動(dòng)能有損失,遵循以下三個(gè)制約關(guān)系:1動(dòng)量制約:碰撞過程中必須受到動(dòng)量守恒定律的制約,總動(dòng)量恒定不變,即p1p2=p1'p2'。2動(dòng)能制約:在碰撞過程中,碰撞雙方的總動(dòng)能不會(huì)增加,即E1E2≥E1'E2'。3運(yùn)動(dòng)制約:碰撞要受到運(yùn)動(dòng)的合理性要求的制約,如果碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng),碰撞后原來(lái)在前面的物體速度必增大,且大于或等于原來(lái)在后面的物體的碰后速度。-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三【典例3】如圖所示,A、B兩個(gè)木塊質(zhì)量分別為2g與09g,A、B與水平地面間接觸面光滑,上表面粗糙,質(zhì)量為01g的鐵塊以10m/s的速度從A的左端向右滑動(dòng),最后鐵塊與B的共同速度大小為05m/s,求:1A的最終速度;2鐵塊剛滑上B時(shí)鐵塊的速度。思維點(diǎn)撥鐵塊從A的左端滑上A后,鐵塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng),AB一起做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)鐵塊沖上B后,AB分離,A做勻速運(yùn)動(dòng),B繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)鐵塊與B達(dá)到共同速度后一起做勻速運(yùn)動(dòng)。-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案:1025m/s2275m/s解析:1設(shè)A的最終速度為vA,鐵塊與B的共同速度為vB。鐵塊和木塊A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由系統(tǒng)總動(dòng)量守恒得:mv=MBmvBMAvA代入數(shù)據(jù)解得:-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2設(shè)鐵塊剛滑上B時(shí)的速度為v',此時(shí)A、B的速度均為vA=025m/s鐵塊與A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由系統(tǒng)動(dòng)量守恒得:mv=mv'MAMBvA-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三、B碰撞后以共同的速度運(yùn)動(dòng),該過程的位移—時(shí)間圖象如圖所示。則下列判斷錯(cuò)誤的是的運(yùn)動(dòng)方向相反BA、B的質(zhì)量之比為1∶2的動(dòng)能變大,B的動(dòng)能減小的動(dòng)量較大答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三6光滑水平面上放有一上表面光滑、傾角為α的斜面A,斜面質(zhì)量為M、底邊長(zhǎng)為L(zhǎng),如圖所示。將一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊B從斜面的頂端由靜止釋放,滑塊B經(jīng)過時(shí)間t剛好滑到斜面底端。此過程中斜面對(duì)滑塊的支持力大小為FN,則下列說(shuō)法中正確的是=mgcosαα、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三7如圖所示,光滑的水平面上,小球A以速率v0撞向正前方的靜止小球B,碰后兩球沿同一方向運(yùn)動(dòng),且小球B的速率是A的4倍,已知小球A、B的質(zhì)量分別為2m、m。1求碰撞后A球的速率;2判斷該碰撞是否為彈性碰撞。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三動(dòng)量與能量的綜合應(yīng)用H解題策略1解題策略1弄清有幾個(gè)物體參與運(yùn)動(dòng),并劃分清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程。2進(jìn)行正確的受力分析,明確各過程的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。3在光滑的平面或曲面上的運(yùn)動(dòng),還有不計(jì)阻力的拋體運(yùn)動(dòng),機(jī)械能一定守恒;碰撞過程、子彈打擊木塊、不受其他外力作用的兩物體相互作用問題,一般考慮用動(dòng)量守恒定律分析。4如含摩擦生熱問題,則考慮用能量守恒定律分析。2常見模型解法小結(jié)動(dòng)量與能量的綜合問題,常見“板、塊”模型、“彈簧、物塊”模型等。對(duì)于“子彈打木塊模型”是碰撞中常見模型,其突出特征是在子彈打擊木塊的過程中有機(jī)械能損失,此類問題的一般解法可歸納如下:-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1分析子彈打擊木塊的過程,弄清楚子彈是停留在木塊中和木塊一起運(yùn)動(dòng)還是穿透木塊和木塊各自運(yùn)動(dòng);2子彈在打擊木塊的過程中,由于時(shí)間較短,內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,故在打擊的過程中動(dòng)量守恒;3子彈在打擊木塊過程中產(chǎn)生的機(jī)械能損失,一般有兩種求解方法:一是通過計(jì)算打擊前系統(tǒng)的機(jī)械能與打擊后系統(tǒng)的機(jī)械能的差值得出機(jī)械能的損失;二是通過計(jì)算在子彈打擊木塊的過程中,子彈克服阻力做的功與阻力對(duì)木塊做的功的差值進(jìn)行求解。對(duì)于“彈簧、物塊”模型,一般情況下均滿足動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律,此類試題的一般解法如下:1首先判斷彈簧的初始狀態(tài)是處于原長(zhǎng)、伸長(zhǎng)還是壓縮狀態(tài);2分析碰撞前后彈簧和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),依據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律列出方程;3判斷解出的結(jié)果是否滿足“實(shí)際情境可行性原則”,如果不滿足,則要舍掉該結(jié)果。-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三【典例4】2019甘肅蘭州一診有兩個(gè)用一根輕質(zhì)彈簧相連的木塊A、B靜止在光滑水平面上,其質(zhì)量mA=1g、mB=295g,一顆質(zhì)量m=50g的子彈沿水平方向以v0=400m/s的速度,在極短時(shí)間內(nèi)射穿A并留在B中,射穿A木塊后子彈的速度變?yōu)樵瓉?lái)的60%。求:1子彈穿過木塊A時(shí)A木塊的速度vA;2系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep;3彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)木塊A、B的速度大小。-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維點(diǎn)撥1審題弄清過程:可分成兩個(gè)過程,一是子彈打A的過程,二是子彈和A與物塊B、彈簧相互作用的過程;2判斷兩個(gè)過程動(dòng)量是否守恒、機(jī)械能是否守恒;3明確狀態(tài),弄清速度相等時(shí),彈性勢(shì)能最大。規(guī)律總結(jié)1由于彈簧的彈力是變力,所以彈簧的彈性勢(shì)能通常利用機(jī)械能守恒或能量守恒求解;2要特別注意彈簧的三個(gè)狀態(tài):原長(zhǎng)此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為零、壓縮到最短或伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)的狀態(tài)此時(shí)彈簧連接的兩個(gè)物體具有共同的速度,彈簧具有最大的彈性勢(shì)能,這往往是解決此類問題的突破點(diǎn);3注意子彈打木塊,機(jī)械能不守恒。-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案:18m/s26J3vA'=2m/svB'=6m/s解析:1子彈穿過A時(shí),子彈與A動(dòng)量守恒,設(shè)A的速度為vA,子彈的速度為v1,由動(dòng)量守恒定律有:mv0=mAvAmv1,又v1=0=240m/s解得:vA=8m/s2子彈射入并留在B內(nèi),子彈與B動(dòng)量守恒,設(shè)子彈與B共同的速度為vB,由動(dòng)量守恒定律:mv1=mmBvB解得:vB=4m/s子彈、A、B和彈簧所組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,彈簧彈性勢(shì)能最大時(shí)A、B、子彈具有相同的速度v,由動(dòng)量守恒定律:mAvAmmBvB=mmAmBv解得:v=5m/s-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3從子彈射入B中到彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng),系統(tǒng)總動(dòng)量守恒,總動(dòng)能不變,則:mAvAmmBvB=mAvA'mmBvB'解得:vA'=2m/s或8m/svB'=6m/s或4m/s彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)至原長(zhǎng)過程中,A減速,B加速,所以有vA'<vB',彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)木塊A、B的速度大小分別為vA'=2m/s,vB'=6m/s-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三8如圖所示,在光滑桌面上靜止放置著長(zhǎng)木板B和物塊C,長(zhǎng)木板B上表面的右端有一物塊A,物塊A與長(zhǎng)木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為02,長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng)?，F(xiàn)讓物塊C以4m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng),與木板B碰撞后粘在一起。已知物塊A的質(zhì)量為2g,長(zhǎng)木板B的質(zhì)量為1g,物塊C的質(zhì)量為3g,重力加速度g取10m/s2,試求:1C與B碰撞過程中,損失的機(jī)械能;2最終A、B、C的速度大小以及A相對(duì)于B運(yùn)動(dòng)的距離。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三9如圖所示,質(zhì)量M=4g的小車靜止放置在光滑水平面上,小車右端B點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧自由端在C點(diǎn),C到小車左端A的距離L=1m,質(zhì)量m=1g的鐵塊可視為質(zhì)點(diǎn)靜止放在小車的最左端A點(diǎn),小車和鐵塊之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=02,小車在F=18N的水平拉力作用下水平向左運(yùn)動(dòng)。作用一段時(shí)間后撤去水平拉力,此時(shí)鐵塊恰好到達(dá)彈簧自由端C點(diǎn)。此后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧最大壓縮量=5cm,g取10m/s2,求:1水平拉力F的作用時(shí)間及所做的功;2撤去F后彈簧的最大彈性勢(shì)能。-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案:11s36J215J解析:1設(shè)水平拉力F的作用時(shí)間為t,在t時(shí)間內(nèi)鐵塊加速度為a1、位移為1,小車加速度為a2、小車位移為2,2-1=L解得:t=1s水平拉力F所做功:W=F2解得:W=36J-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2設(shè)撤去拉力時(shí)鐵塊速度為v1,小車速度為v2,v1=a1t,v2=a2t當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí),彈簧彈性勢(shì)能最大,鐵塊與車速度相同,設(shè)速度為v,此時(shí)由動(dòng)量守恒定律得:mv1Mv2=mMv設(shè)彈簧最大彈性勢(shì)能為Ep,則:解得:Ep=15J-38-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三=6g的木板B靜止于光滑水平面上,物塊A質(zhì)量m=6g,停在B的左端。質(zhì)量為m0=1g的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)=08m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O上,將輕繩拉直至水平位置后,由靜止釋放小球,小球在最低點(diǎn)與A發(fā)生碰撞后反彈,反彈所能達(dá)到的最大高度為h=02m,物塊與小球可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=01g取10m/s2,求:1小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與A碰撞前瞬間,小球的速度;2小球與A碰撞后瞬間,物塊A的速度;3為使A、B達(dá)到共同速度前A不滑離木板,木板B至少多長(zhǎng)。-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案:14m/s21m/s3025m代入數(shù)據(jù)解得v0=4m/s。2小球反彈過程機(jī)械能守恒解得v1=2m/s小球與A碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以小球的初速度方向?yàn)檎较蛴蓜?dòng)量守恒定律得m0v0=-m0v1mvA代入數(shù)據(jù)得vA=1m/s。-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3物塊A與木板B相互作用過程,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以A的速度方向?yàn)檎较蛴蓜?dòng)量守恒定律得mvA=mMv代入數(shù)據(jù)解得v=05m/s由能量守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得=025m。-41-物理問題中化“變”為“恒”的處理方法方法概述變力作用問題是歷年高考的熱點(diǎn)問題之一,如變力作用下的物體的加速度發(fā)生變化問題、變力做功問題等。對(duì)于變力作用問題,化“變”為“恒”是解決此類問題的一個(gè)主要解題思路。如何去化“變”為“恒”,不同問題方法不同,常見有以下方法。1利用微元法由“變值”逼近其“恒值”,再輔以數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理微元法的要點(diǎn):在對(duì)物理問題做整體的分析后,選取該問題過程中的某一微小單元進(jìn)行研究,通過對(duì)微元細(xì)節(jié)的物理分析和描述,找出該微元所具有的物理性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律,從而獲得解決該物理問題整體的方法。-42-典例分析【典例1】從地面上以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的球,若運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力與其速率成正比關(guān)系,球運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示,t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),再落回地面,落地時(shí)速率為v1,且落地前球已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)。求:1球從拋出到落地過程中克服空氣阻力所做的功;2球拋出瞬間的加速度大小;3球上升的最大高度H。-43-解析:1球從拋出到落地重力做功為零,根據(jù)動(dòng)能定理2阻力與其速率成正比拋出瞬間阻力Ff=v0勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)mg=v1根據(jù)牛頓第二定律mgFf=ma0-44-3上升時(shí)加速度為a,根據(jù)牛頓第二定