粵教版物理選修3-5新素養(yǎng)學(xué)案第一章本章優(yōu)化總結(jié)Word版含答案

本章優(yōu)化總結(jié)求恒力和變力沖量的方法1．恒力的沖量計(jì)算恒力的沖量可直接根據(jù)定義式來計(jì)算，即用恒力F乘以其作用時(shí)間t而得．2．方向恒定的變力的沖量計(jì)算若力F的方向恒定，而大小隨時(shí)間變化的情況如圖所示，則該力在時(shí)間t＝t2－t1內(nèi)的沖量大小在數(shù)值上就等于圖中陰影部分的“面積”．3．一般變力的沖量計(jì)算在物理中，一般變力的沖量通常是借助于動量定理來計(jì)算的．4．合力的沖量計(jì)算幾個力的合力的沖量計(jì)算既可以先算出各個分力的沖量后再求矢量和，又可以先算出各個分力的合力再算合力的沖量．如圖所示，長為l的輕繩的一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，將小球從O點(diǎn)正下方eq\f(l,4)處以一定的初速度水平向右拋出，經(jīng)一定時(shí)間的運(yùn)動輕繩被拉直，以后小球?qū)⒁設(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)擺動．已知輕繩剛被拉直時(shí)繩與豎直方向成60°角，試求：(1)小球被水平拋出時(shí)的初速度．(2)在輕繩被拉直的瞬間，重力對小球的沖量．(3)在輕繩被拉直的瞬間，圓心O點(diǎn)受到的沖量．[解析](1)設(shè)經(jīng)過時(shí)間t輕繩被拉直，則由平拋運(yùn)動的規(guī)律可得lsin60°＝v0tlcos60°－eq\f(l,4)＝eq\f(1,2)gt2解以上兩式，得v0＝eq\f(1,2)eq\r(6gl)，t＝eq\r(\f(l,2g)).(2)因重力為恒力，故重力的沖量IG＝Gt＝mgeq\r(\f(l,2g))＝meq\r(\f(gl,2)).(3)輕繩剛被拉直的瞬間，小球的瞬時(shí)速度為v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋（gt）2)＝eq\r(2gl)設(shè)速度v與豎直方向的夾角為θ，則θ＝arctaneq\f(v0,gt)＝arctaneq\f(\f(1,2)\r(6gl),g\r(\f(l,2g)))＝arctaneq\r(3)，所以θ＝60°顯然，這與輕繩和豎直方向的夾角是相同的，則小球該時(shí)刻的動量為p＝mv＝meq\r(2gl)設(shè)輕繩被拉直的方向?yàn)檎较?，則由動量定理得I＝Δp＝0－mv＝－meq\r(2gl)故圓心O點(diǎn)受到的沖量大小為meq\r(2gl)，方向沿輕繩斜向下．[答案](1)eq\f(1,2)eq\r(6gl)(2)meq\r(\f(gl,2))(3)沖量大小為meq\r(2gl)，方向沿輕繩斜向下動量守恒中的臨界問題在動量守恒定律的應(yīng)用中，常常會遇到相互作用的兩個物體相距最近、避免相碰和開始反向等臨界問題，分析臨界問題的關(guān)鍵是尋找臨界狀態(tài)，在與動量相關(guān)的臨界問題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩個物體的相對速度關(guān)系和相對位移關(guān)系，這些特定關(guān)系的判斷是求解這類問題的切入點(diǎn)．如圖所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運(yùn)動，速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度．(不計(jì)水的阻力)[解析]設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后船的速度為v1，甲船上的人接到貨物后船的速度為v2，由動量守恒定律得12m×v0＝11m×v1－m×vmin ①10m×2v0－m×vmin＝11m×v2 ②為避免兩船相撞應(yīng)滿足v1＝v2 ③聯(lián)立①②③式得vmin＝4v0.[答案]4v0動量、能量綜合問題的求解處理力學(xué)問題的基本思路有三種：一是牛頓定律，二是動量關(guān)系，三是能量關(guān)系．若考查有關(guān)物理量的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系，需應(yīng)用牛頓定律；若考查一個過程，三種方法都可用，但方法不同，處理問題的難易、繁簡程度可能有很大的差別．若研究對象為一個系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮兩大守恒定律；若研究對象為單一物體，可優(yōu)先考慮兩個定理，特別是涉及時(shí)間問題時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮動量定理，涉及功和位移問題時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮動能定理．兩個守恒定律和兩個定理只考查一個物理過程的始末兩個狀態(tài)有關(guān)物理量間的關(guān)系，對過程的細(xì)節(jié)不予細(xì)究，這正是它們的方便之處．特別是對于變力做功問題，在階段無法用牛頓定律處理時(shí)，就更顯示出它們的優(yōu)越性．兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運(yùn)動，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動；經(jīng)過一段時(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變化的圖象如圖所示．求：(1)滑塊a、b的質(zhì)量之比；(2)整個運(yùn)動過程中，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．[解析](1)設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2.由題給圖象得v1＝－2m/s ①v2＝1m/s ②a、b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給圖象得v＝eq\f(2,3)m/s ③由動量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v ④聯(lián)立①②③④式得m1∶m2＝1∶8. ⑤(2)由能量守恒得，兩滑塊因碰撞而損失的機(jī)械能為ΔE＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)(m1＋