物理總第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 專題講座六 動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 教科版

《物理總第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 專題講座六 動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 教科版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理總第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 專題講座六 動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 教科版（53頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題講座六動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合專題講座六動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用應(yīng)用研究動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三個(gè)觀點(diǎn)研究動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三個(gè)觀點(diǎn)1.1.力的觀點(diǎn)力的觀點(diǎn)2.2.動(dòng)量的觀點(diǎn)動(dòng)量的觀點(diǎn)(1)(1)動(dòng)量定理動(dòng)量定理:I:I合合= =pp. .(2)(2)動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律:m:m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2.3.3.能量的觀點(diǎn)能量的觀點(diǎn)(1)(1)動(dòng)能定理動(dòng)能定理:W:W總總= =EEk k. .(2)(2)機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律:E:Ek1k1+E+Ep1p1=E=Ek2k2+E+Ep2p2. .(3)(3)能量守

2、恒定律能量守恒定律. .核心探究核心探究演練提升演練提升 核心探究核心探究 分類(lèi)探究分類(lèi)探究各個(gè)擊破各個(gè)擊破考點(diǎn)一考點(diǎn)一“子彈打木塊子彈打木塊”類(lèi)問(wèn)題的綜合分析類(lèi)問(wèn)題的綜合分析子彈以水平速度射向原來(lái)靜止的木塊子彈以水平速度射向原來(lái)靜止的木塊, ,并留在木塊中跟木塊共同運(yùn)動(dòng)并留在木塊中跟木塊共同運(yùn)動(dòng). .下面從下面從動(dòng)量、能量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律等多個(gè)角度來(lái)分析這一類(lèi)問(wèn)題動(dòng)量、能量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律等多個(gè)角度來(lái)分析這一類(lèi)問(wèn)題. .1.1.動(dòng)量分析動(dòng)量分析子彈和木塊最后共同運(yùn)動(dòng)子彈和木塊最后共同運(yùn)動(dòng), ,相當(dāng)于完全非彈性碰撞相當(dāng)于完全非彈性碰撞, ,子彈射入木塊過(guò)程中系統(tǒng)子彈射入木塊過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒動(dòng)量守

3、恒mvmv0 0=(M+m)v.=(M+m)v.2.2.能量分析能量分析說(shuō)明說(shuō)明:(1):(1)若若M Mm,m,則則x x2 2d,d,即在子彈射入木塊過(guò)程中即在子彈射入木塊過(guò)程中, ,木塊的位移很小木塊的位移很小, ,可以忽可以忽略不計(jì)略不計(jì), ,這就為分階段處理問(wèn)題提供了依據(jù)這就為分階段處理問(wèn)題提供了依據(jù). .(2)(2)當(dāng)子彈速度很大時(shí)當(dāng)子彈速度很大時(shí), ,可能射穿木塊可能射穿木塊, ,這時(shí)末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再這時(shí)末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再相等相等, ,但穿透過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量仍然守恒但穿透過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量仍然守恒, ,系統(tǒng)動(dòng)能損失仍然是系統(tǒng)動(dòng)能損失仍然是EEk k=F=Ff

4、fd(d(這里的這里的d d為木塊的厚度為木塊的厚度).).核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 摩擦力與相對(duì)位移的乘積等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少摩擦力與相對(duì)位移的乘積等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少. .答案答案: :(1)(1)見(jiàn)解析見(jiàn)解析(2)(2)求子彈穿透木塊的過(guò)程中求子彈穿透木塊的過(guò)程中, ,木塊滑行的距離木塊滑行的距離s; s; (3)(3)若改將木塊固定在水平傳送帶上若改將木塊固定在水平傳送帶上, ,使木塊始終以某一恒定速度使木塊始終以某一恒定速度( (小于小于v v0 0) )水水平向右運(yùn)動(dòng)平向右運(yùn)動(dòng), ,子彈仍以初速度子彈仍以初速度v v0 0水平向右射入木塊水平向右射入木塊. .如果子彈恰能穿透木塊如果子彈恰

5、能穿透木塊, ,求求此過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間此過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間. .考點(diǎn)二考點(diǎn)二“彈簧類(lèi)彈簧類(lèi)”問(wèn)題的綜合分析問(wèn)題的綜合分析1.1.示意圖示意圖2.2.問(wèn)題特點(diǎn)問(wèn)題特點(diǎn)對(duì)兩個(gè)對(duì)兩個(gè)( (或兩個(gè)以上或兩個(gè)以上) )物體與彈簧組成的系統(tǒng)在相互作用的過(guò)程中物體與彈簧組成的系統(tǒng)在相互作用的過(guò)程中, ,(1)(1)在能量方面在能量方面, ,由于彈簧的形變會(huì)具有彈性勢(shì)能由于彈簧的形變會(huì)具有彈性勢(shì)能, ,系統(tǒng)的總動(dòng)能將發(fā)生變化系統(tǒng)的總動(dòng)能將發(fā)生變化, ,若系統(tǒng)所受的外力和除彈簧彈力以外的內(nèi)力不做功若系統(tǒng)所受的外力和除彈簧彈力以外的內(nèi)力不做功, ,系統(tǒng)機(jī)械能守恒系統(tǒng)機(jī)械能守恒. .(2)(2)在動(dòng)量方向在動(dòng)量方向,

6、 ,系統(tǒng)動(dòng)量守恒系統(tǒng)動(dòng)量守恒. .(3)(3)彈簧處于最長(zhǎng)彈簧處于最長(zhǎng)( (最短最短) )狀態(tài)時(shí)兩物體速度相等狀態(tài)時(shí)兩物體速度相等, ,彈性勢(shì)能最大彈性勢(shì)能最大. .【典例典例2 2】(2018(2018山東煙臺(tái)模擬山東煙臺(tái)模擬) )如圖所示如圖所示, ,光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為m m的物塊的物塊A,B,C.BA,B,C.B的左側(cè)固定一輕彈簧的左側(cè)固定一輕彈簧( (彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì)彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì)).).設(shè)設(shè)A A以速度以速度v v0 0朝朝B B運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,壓縮彈簧壓縮彈簧; ;當(dāng)當(dāng)A,BA,B速度相等時(shí)速度相等時(shí),B,B與與C C恰好相碰并

7、粘連在一起恰好相碰并粘連在一起, ,然后繼續(xù)運(yùn)然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)動(dòng). .假設(shè)假設(shè)B B和和C C碰撞過(guò)程時(shí)間極短碰撞過(guò)程時(shí)間極短. .求從求從A A開(kāi)始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過(guò)程中開(kāi)始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過(guò)程中. .(1)(1)整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能; ;核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (1)B(1)B與與C C相碰過(guò)程中有機(jī)械能的損失相碰過(guò)程中有機(jī)械能的損失. .(2)(2)彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能. .核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥(2)(2)當(dāng)三個(gè)物塊的速度相同時(shí)當(dāng)三個(gè)物塊的速度相同時(shí), ,彈簧最短彈簧最短. .反思總結(jié)反思總結(jié) 涉及彈簧的多個(gè)物體系統(tǒng)的碰撞問(wèn)題的三

8、點(diǎn)提醒涉及彈簧的多個(gè)物體系統(tǒng)的碰撞問(wèn)題的三點(diǎn)提醒(1)(1)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量守恒時(shí)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量守恒時(shí), ,既可以根據(jù)作用的先后順序選取系統(tǒng)既可以根據(jù)作用的先后順序選取系統(tǒng), ,也可以選所有物體為系統(tǒng)也可以選所有物體為系統(tǒng), ,這要由題目需要而定這要由題目需要而定. .(2)(2)注意題目中出現(xiàn)兩物體相距最遠(yuǎn)、最近等狀態(tài)時(shí)注意題目中出現(xiàn)兩物體相距最遠(yuǎn)、最近等狀態(tài)時(shí), ,往往對(duì)應(yīng)兩物體速度相等往往對(duì)應(yīng)兩物體速度相等. .(3)(3)當(dāng)問(wèn)題有多過(guò)程、多階段時(shí)當(dāng)問(wèn)題有多過(guò)程、多階段時(shí), ,必須分清作用次數(shù)、參與物體、作用結(jié)果、能必須分清作用次數(shù)、參與物體、作用結(jié)果、能量去向量去

9、向, ,明確對(duì)應(yīng)過(guò)程所遵從的規(guī)律明確對(duì)應(yīng)過(guò)程所遵從的規(guī)律. .【針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練】 導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826141 (2018 58826141 (2018河北唐山模擬河北唐山模擬) )如圖所示如圖所示, ,一輕質(zhì)彈簧一輕質(zhì)彈簧的一端固定在滑塊的一端固定在滑塊B B上上, ,另一端與滑塊另一端與滑塊C C接觸但不連接接觸但不連接, ,該整體靜止在光滑水平該整體靜止在光滑水平地面上地面上, ,并且并且C C被鎖定在地面上被鎖定在地面上. .現(xiàn)有一滑塊現(xiàn)有一滑塊A A從光滑曲面上離地面從光滑曲面上離地面h h高處由靜止高處由靜止開(kāi)始下滑開(kāi)始下滑, ,與滑塊與滑塊B B發(fā)生碰撞并粘連在一起壓縮彈簧發(fā)

10、生碰撞并粘連在一起壓縮彈簧, ,當(dāng)速度減為碰后速度一半當(dāng)速度減為碰后速度一半時(shí)滑塊時(shí)滑塊C C解除鎖定解除鎖定. .已知已知m mA A= =m,mm,mB B=2m,m=2m,mC C=3m.=3m.求求: :(1)(1)滑塊滑塊A A與滑塊與滑塊B B碰撞結(jié)束瞬間的速度碰撞結(jié)束瞬間的速度; ;(2)(2)被壓縮彈簧的最大彈性勢(shì)能被壓縮彈簧的最大彈性勢(shì)能. .考點(diǎn)三考點(diǎn)三“滑塊滑塊滑板滑板”類(lèi)問(wèn)題的綜合分析類(lèi)問(wèn)題的綜合分析“滑塊滑塊滑板滑板”模型作為力學(xué)的基本模型經(jīng)常出現(xiàn)模型作為力學(xué)的基本模型經(jīng)常出現(xiàn), ,是對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)是對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律及動(dòng)量守恒定律有關(guān)知識(shí)的鞏固和應(yīng)用定律

11、及動(dòng)量守恒定律有關(guān)知識(shí)的鞏固和應(yīng)用. .這類(lèi)問(wèn)題可分為兩類(lèi)這類(lèi)問(wèn)題可分為兩類(lèi): :(1)(1)沒(méi)有外力參與沒(méi)有外力參與, ,滑板放在光滑水平面上滑板放在光滑水平面上, ,滑塊以一定速度在滑板上運(yùn)動(dòng)滑塊以一定速度在滑板上運(yùn)動(dòng), ,滑滑塊與滑板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒塊與滑板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒, ,注意滑塊若不滑離滑板注意滑塊若不滑離滑板, ,最后二者具有共同速最后二者具有共同速度度. .摩擦力與相對(duì)路程的乘積等于系統(tǒng)動(dòng)能的損失摩擦力與相對(duì)路程的乘積等于系統(tǒng)動(dòng)能的損失, ,即即fsfs相對(duì)相對(duì)= =EEk k; ;(2)(2)系統(tǒng)受到外力系統(tǒng)受到外力, ,這時(shí)對(duì)滑塊和滑板一般隔離分析這時(shí)對(duì)滑塊和滑板一般

12、隔離分析, ,畫(huà)出它們運(yùn)動(dòng)的示意圖畫(huà)出它們運(yùn)動(dòng)的示意圖, ,應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及動(dòng)量守恒定律求解應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及動(dòng)量守恒定律求解. .【典例典例3 3】(2018(2018河北衡水模擬河北衡水模擬) )如圖所示如圖所示, ,在光滑的水平面上放置一個(gè)質(zhì)量為在光滑的水平面上放置一個(gè)質(zhì)量為2m2m的木板的木板B,BB,B的左端放置一個(gè)質(zhì)量為的左端放置一個(gè)質(zhì)量為m m的物塊的物塊A,A,已知已知A,BA,B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,現(xiàn)有質(zhì)量為現(xiàn)有質(zhì)量為m m的小球以水平速度的小球以水平速度v v0 0飛來(lái)與物塊飛來(lái)與物塊A A碰撞后立即粘住碰撞后立即粘住, ,在整個(gè)

13、運(yùn)動(dòng)過(guò)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊程中物塊A A始終未滑離木板始終未滑離木板B,B,且物塊且物塊A A可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn), ,求求: :(1)(1)物塊物塊A A相對(duì)木板相對(duì)木板B B靜止后的速度大小靜止后的速度大小; ;解析解析: :(1)(1)設(shè)小球和物塊設(shè)小球和物塊A A碰撞后二者的速度為碰撞后二者的速度為v v1 1, ,三者相對(duì)靜止后速度為三者相對(duì)靜止后速度為v v2 2, ,規(guī)定向右為正方向規(guī)定向右為正方向, ,根據(jù)動(dòng)量守恒得根據(jù)動(dòng)量守恒得mvmv0 0=(m+m)v=(m+m)v1 1, ,(m+m)m(m+m)m1 1=(m+m+2m)v=(m+m+2m)v2 2, ,聯(lián)立解得聯(lián)立解

14、得v v2 2=0.25v=0.25v0 0. .答案答案: :(1)0.25v(1)0.25v0 0(2)(2)木板木板B B至少多長(zhǎng)至少多長(zhǎng). .多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練1.1. 有外力作用下的滑塊有外力作用下的滑塊滑板問(wèn)題滑板問(wèn)題 (2018(2018遼寧撫順模擬遼寧撫順模擬) )如圖所示如圖所示, ,水平地水平地面上靜止放置一輛小車(chē)面上靜止放置一輛小車(chē)A,A,質(zhì)量質(zhì)量m mA A=4 kg,=4 kg,上表面光滑上表面光滑, ,小車(chē)與地面間的摩擦力極小車(chē)與地面間的摩擦力極小小, ,可以忽略不計(jì)可以忽略不計(jì). .可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B B置于置于A A的最右端的最右端,B,B的質(zhì)量的

15、質(zhì)量m mB B=2 kg.=2 kg.現(xiàn)對(duì)現(xiàn)對(duì)A A施加一個(gè)水平向右的恒力施加一個(gè)水平向右的恒力F=10 N,AF=10 N,A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后, ,小車(chē)左端固定的擋板與小車(chē)左端固定的擋板與B B發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞, ,碰撞時(shí)間極短碰撞時(shí)間極短, ,碰后碰后A,BA,B粘合在一起粘合在一起, ,共同在共同在F F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng), ,碰碰撞后經(jīng)時(shí)間撞后經(jīng)時(shí)間t=0.6 s,t=0.6 s,二者的速度達(dá)到二者的速度達(dá)到v vt t=2 =2 m/sm/s. .求求: :(1)A(1)A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a a的大小的大小; ;解析解析: :(1)(1)以

16、以A A為研究對(duì)象為研究對(duì)象, ,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得F=F=m mA Aa a代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得a=2.5 m/sa=2.5 m/s2 2. .答案答案: :(1)2.5 m/s(1)2.5 m/s2 2(2)A,B(2)A,B碰撞后瞬間的共同速度碰撞后瞬間的共同速度v v的大小的大小; ;(3)A(3)A的上表面長(zhǎng)度的上表面長(zhǎng)度l.l.解析解析: :(2)(2)對(duì)對(duì)A,BA,B碰撞后共同運(yùn)動(dòng)碰撞后共同運(yùn)動(dòng)t=0.6 st=0.6 s的過(guò)程中的過(guò)程中, ,由動(dòng)量定理得由動(dòng)量定理得Ft=(mFt=(mA A+m+mB B)v)vt t-(m-(mA A+m+mB B)v)v代

17、入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得v=1 m/s.v=1 m/s.答案答案: :(2)1 (2)1 m/sm/s(3)0.45 m(3)0.45 m2.2.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826142 58826142 滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(20172017河南開(kāi)封二模河南開(kāi)封二模) )如圖所示的軌道如圖所示的軌道由半徑為由半徑為R R的光滑圓弧軌道的光滑圓弧軌道ABAB、豎直臺(tái)階、豎直臺(tái)階BCBC、足夠長(zhǎng)的光滑水平直軌道、足夠長(zhǎng)的光滑水平直軌道CDCD組成組成. .小車(chē)的質(zhì)量為小車(chē)的質(zhì)量為M,M,緊靠臺(tái)階緊靠臺(tái)階BCBC且上表面與且上表面與B B點(diǎn)等高點(diǎn)等高. .一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊的

18、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊自圓弧頂端自圓弧頂端A A點(diǎn)由靜止下滑點(diǎn)由靜止下滑, ,滑過(guò)圓弧的最低點(diǎn)滑過(guò)圓弧的最低點(diǎn)B B之后滑到小車(chē)上表面之后滑到小車(chē)上表面. .已知已知M=4m,M=4m,小車(chē)的上表面的右側(cè)固定一根輕彈簧小車(chē)的上表面的右側(cè)固定一根輕彈簧, ,輕彈簧的自由端在輕彈簧的自由端在Q Q點(diǎn)點(diǎn), ,小車(chē)的上表面左端小車(chē)的上表面左端點(diǎn)點(diǎn)P P與與Q Q點(diǎn)之間是粗糙的點(diǎn)之間是粗糙的, ,滑塊與滑塊與PQPQ之間表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為之間表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為,Q,Q點(diǎn)右側(cè)表面是光點(diǎn)右側(cè)表面是光滑的滑的. .求求: :(1)(1)滑塊滑到滑塊滑到B B點(diǎn)的瞬間對(duì)圓弧軌道的壓力大小點(diǎn)的瞬間對(duì)圓弧軌道的壓力大小;

19、 ;(2)(2)要使滑塊既能擠壓彈簧要使滑塊既能擠壓彈簧, ,又最終沒(méi)有滑離小車(chē)又最終沒(méi)有滑離小車(chē), ,則小車(chē)上則小車(chē)上PQPQ之間的距離應(yīng)在之間的距離應(yīng)在什么范圍內(nèi)什么范圍內(nèi)?(?(滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)) )答案答案: :見(jiàn)解析見(jiàn)解析 演練提升演練提升 真題體驗(yàn)真題體驗(yàn)強(qiáng)化提升強(qiáng)化提升1.1.滑塊滑塊滑板類(lèi)問(wèn)題滑板類(lèi)問(wèn)題(20152015福建卷福建卷,21,21) )如圖如圖, ,質(zhì)量為質(zhì)量為M M的小車(chē)靜止在光滑水的小車(chē)靜止在光滑水平面上平面上, ,小車(chē)小車(chē)ABAB段是半徑為段是半徑為R R的四分之一圓弧光滑軌道的四分之一圓弧

20、光滑軌道,BC,BC段是長(zhǎng)為段是長(zhǎng)為L(zhǎng) L的水平粗的水平粗糙軌道糙軌道, ,兩段軌道相切于兩段軌道相切于B B點(diǎn)點(diǎn). .一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的滑塊在小車(chē)上從的滑塊在小車(chē)上從A A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿軌點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿軌道滑下道滑下, ,重力加速度為重力加速度為g.g.(1)(1)若固定小車(chē)若固定小車(chē), ,求滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)小車(chē)的最大壓力求滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)小車(chē)的最大壓力; ;高考模擬高考模擬答案答案: :(1)3mg(1)3mg 2.2.子彈打木塊模型子彈打木塊模型 (2016(2016海南卷海南卷,17),17)如圖如圖, ,物塊物塊A A通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕繩懸通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板下掛在

21、天花板下, ,初始時(shí)靜止初始時(shí)靜止; ;從發(fā)射器從發(fā)射器( (圖中未畫(huà)出圖中未畫(huà)出) )射出的物塊射出的物塊B B沿水平方向與沿水平方向與A A相撞相撞, ,磁撞后兩者粘連在一起運(yùn)動(dòng)磁撞后兩者粘連在一起運(yùn)動(dòng). .碰撞前碰撞前B B的速度的大小的速度的大小v v及碰撞后及碰撞后A A和和B B一起一起上升的高度上升的高度h h均可由傳感器均可由傳感器( (圖中未畫(huà)出圖中未畫(huà)出) )測(cè)得測(cè)得. .某同學(xué)以某同學(xué)以h h為縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo),v,v2 2為橫坐為橫坐標(biāo)標(biāo), ,利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作直線擬合利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作直線擬合, ,求得該直線的斜率為求得該直線的斜率為k=1.92k=1.921010-3-3 s

22、 s2 2/m./m.已知物已知物塊塊A A和和B B的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為m mA A=0.400 kg=0.400 kg和和m mB B=0.100 kg,=0.100 kg,重力加速度大小重力加速度大小g g取取9.8 m/s9.8 m/s2 2. .(1)(1)若碰撞時(shí)間極短且忽略空氣阻力若碰撞時(shí)間極短且忽略空氣阻力, ,求求h h- -v v2 2直線斜率的理論值直線斜率的理論值k k0 0; ;答案答案: :(1)2.04(1)2.041010-3-3 s s2 2/m/m答案答案: :(2)6%(2)6%3.3.彈簧類(lèi)問(wèn)題彈簧類(lèi)問(wèn)題 如圖如圖, ,兩塊相同平板兩塊相同平板P P

23、1 1,P,P2 2置于光滑水平面上置于光滑水平面上, ,質(zhì)量均為質(zhì)量均為m.Pm.P2 2的的右端固定一輕質(zhì)彈簧右端固定一輕質(zhì)彈簧, ,左端左端A A與彈簧的自由端與彈簧的自由端B B相距相距L.L.物體物體P P置于置于P P1 1的最右端的最右端, ,質(zhì)質(zhì)量為量為2m2m且可看作質(zhì)點(diǎn)且可看作質(zhì)點(diǎn).P.P1 1與與P P以共同速度以共同速度v v0 0向右運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng), ,與靜止的與靜止的P P2 2發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞, ,碰撞碰撞時(shí)間極短時(shí)間極短, ,碰撞后碰撞后P P1 1與與P P2 2粘連在一起粘連在一起,P,P壓縮彈簧后被彈回并停在壓縮彈簧后被彈回并停在A A點(diǎn)點(diǎn)( (彈簧始終彈簧

24、始終在彈性限度內(nèi)在彈性限度內(nèi)).P).P與與P P2 2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,求求: :(1)P(1)P1 1,P,P2 2剛碰完時(shí)的共同速度剛碰完時(shí)的共同速度v v1 1和和P P的最終速度的最終速度v v2 2; ;(2)(2)此過(guò)程中彈簧的最大壓縮量此過(guò)程中彈簧的最大壓縮量x x和相應(yīng)的彈性勢(shì)能和相應(yīng)的彈性勢(shì)能E Ep p. .拓展增分拓展增分力學(xué)三大觀點(diǎn)在電學(xué)中的應(yīng)用力學(xué)三大觀點(diǎn)在電學(xué)中的應(yīng)用1.1.電磁感應(yīng)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題(1)(1)問(wèn)題特點(diǎn)問(wèn)題特點(diǎn)雙導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題雙導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題, ,通常是兩棒與導(dǎo)軌構(gòu)成一個(gè)閉合回路通常是兩棒與導(dǎo)軌構(gòu)

25、成一個(gè)閉合回路, ,當(dāng)其中一棒在外力作用下當(dāng)其中一棒在外力作用下獲得一定速度時(shí)必然在磁場(chǎng)中切割磁感線獲得一定速度時(shí)必然在磁場(chǎng)中切割磁感線, ,在該閉合電路中形成一定的感應(yīng)電流在該閉合電路中形成一定的感應(yīng)電流; ;另一另一根導(dǎo)體棒在安培力的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)根導(dǎo)體棒在安培力的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng), ,一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)也將切割磁感線產(chǎn)生一定的感應(yīng)電一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)也將切割磁感線產(chǎn)生一定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì), ,對(duì)原來(lái)電流的變化起阻礙作用對(duì)原來(lái)電流的變化起阻礙作用. .(2)(2)方法技巧方法技巧解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)通常將兩棒視為一個(gè)整體解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)通常將兩棒視為一個(gè)整體, ,相互作用的安培力是系統(tǒng)的內(nèi)力相互作用的安培力是系

26、統(tǒng)的內(nèi)力, ,這個(gè)變力這個(gè)變力將不影響整體的動(dòng)量守恒將不影響整體的動(dòng)量守恒. .因此解題的突破口是巧妙選擇系統(tǒng)因此解題的突破口是巧妙選擇系統(tǒng), ,運(yùn)用動(dòng)量守恒運(yùn)用動(dòng)量守恒( (動(dòng)量定理動(dòng)量定理) )和功能關(guān)系求解和功能關(guān)系求解. .【示例示例1 1】 如圖所示如圖所示, ,金屬桿金屬桿a a從離地從離地h h高處由靜止開(kāi)始沿光滑平行的弧形軌道高處由靜止開(kāi)始沿光滑平行的弧形軌道下滑下滑, ,軌道的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)軌道的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,B,水平軌道上原來(lái)放有一金屬桿水平軌道上原來(lái)放有一金屬桿b,b,已知已知a a桿的質(zhì)量為桿的質(zhì)量為m m1 1, ,且與且與b b桿的質(zhì)

27、量桿的質(zhì)量m m2 2之比為之比為m m1 1mm2 2=34,=34,水平軌道足夠長(zhǎng)水平軌道足夠長(zhǎng), ,不計(jì)摩擦不計(jì)摩擦, ,求求: :(1)a(1)a和和b b的最終速度分別是多大的最終速度分別是多大? ?思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥(1)a(1)a桿自靜止下滑到底端桿自靜止下滑到底端, ,只有重力做功機(jī)械能守恒只有重力做功機(jī)械能守恒. .(2)(2)整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少; ;思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥(2)a,b(2)a,b兩桿在磁場(chǎng)中達(dá)到共速前所受安培力始終等大反向兩桿在磁場(chǎng)中達(dá)到共速前所受安培力始終等大反向, ,則則a a和和b b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守

28、恒. .(3)(3)若已知若已知a,ba,b桿的電阻之比桿的電阻之比R Ra aRRb b=34,=34,其余部分的電阻不計(jì)其余部分的電阻不計(jì), ,整個(gè)過(guò)程中桿整個(gè)過(guò)程中桿a,ba,b上產(chǎn)生的熱量分別是多少上產(chǎn)生的熱量分別是多少. .思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥 (3)a,b (3)a,b兩桿共速后一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)兩桿共速后一起做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,結(jié)合能量守恒定結(jié)合能量守恒定律求解焦耳熱律求解焦耳熱. .2.2.電場(chǎng)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題電場(chǎng)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題在電場(chǎng)中在電場(chǎng)中, ,動(dòng)量守恒定律與其他知識(shí)綜合應(yīng)用類(lèi)問(wèn)題的求解動(dòng)量守恒定律與其他知識(shí)綜合應(yīng)用類(lèi)問(wèn)題的求解, ,與一般的力學(xué)問(wèn)題與一般的力學(xué)問(wèn)題求解思

29、路并無(wú)差異求解思路并無(wú)差異, ,分析清楚物理過(guò)程分析清楚物理過(guò)程, ,正確識(shí)別物理模型是解決問(wèn)題的關(guān)鍵正確識(shí)別物理模型是解決問(wèn)題的關(guān)鍵. .【示例示例2 2】 如圖所示如圖所示,“”,“”型滑板型滑板( (平面部分足夠長(zhǎng)平面部分足夠長(zhǎng)),),質(zhì)量為質(zhì)量為4m,4m,距滑板的距滑板的A A壁壁為為L(zhǎng) L1 1的的B B處放有一質(zhì)量為處放有一質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為+q+q的大小不計(jì)的小物體的大小不計(jì)的小物體, ,小物體與板面的摩小物體與板面的摩擦不計(jì)擦不計(jì), ,整個(gè)裝置處于電場(chǎng)強(qiáng)度為整個(gè)裝置處于電場(chǎng)強(qiáng)度為E E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,初始時(shí)刻初始時(shí)刻, ,滑板與小物體都靜滑板與小物體都靜止止, ,試求試求: :(1)(1)釋放小物體釋放小物體, ,第一次與滑板第一次與滑板A A壁碰前小物體的速度壁碰前小物體的速度v v1 1為多大為多大; ;(2)(2)若小物體與若小物體與A A壁碰后相對(duì)水平面的速度大小為碰前的壁碰后相對(duì)水平面的速度大小為碰前的 , ,碰撞時(shí)間極短碰撞時(shí)間極短, ,則則碰撞后滑板的速度為多大碰撞后滑板的速度為多大;(;(均指對(duì)地速度均指對(duì)地速度) )35(3)(3)若滑板足夠長(zhǎng)若滑板足夠長(zhǎng), ,小物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第二次碰撞前小物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第二次碰撞前, ,電場(chǎng)力做功為多大電場(chǎng)力做功為多大. .