2013届高考物理核心要点突破系列课件：第8章《动量守恒定律》本章优化总结(人教版选修3-5)

本章优化总结专题归纳整合高考真题演练本章综合检测本章优化总结知识网络构建知识网络构建专题归纳整合动量定理的综合应用动量定理是由牛顿运动定律推导出来的，但用动量定理解题可不追踪过程的细节，因此它是动力学问题重要求解方法之一，作为动量定理的综合应用，动量定理对连续作用的粒子流、对复杂的运动过程、对系统也适用．如图8－1所示，A为有光滑曲面的固定轨道，轨道底端的切线方向是水平的．质量M＝40kg的小车B静止于轨道右侧，其上表面与轨道底端在同一水平面上．一个质量m＝20kg的物体C以2.0m/s的初速度从轨道顶端滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并一起运动．若轨道顶端与底端的高度差h＝1.6m．物体与小车板面间的动摩擦因数μ＝0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计．(取g＝10m/s2)求：例1图8－1(1)物体与小车保持相对静止时的速度v；(2)物体冲上小车后，与小车发生相对滑动经历的时间t；(3)物体在小车上相对滑动的距离d.【解析】(1)物体在下滑过程机械能守恒mgh＋12mv21＝0＋12mv22物体相对于小车板面滑动过程动量守恒mv2＝(m＋M)v联立解得v＝mv2m＋M＝2m/s.(2)对小车由动量定理有μmgt＝Mv，解得t＝Mvμmg＝1s.(3)设物体相对于小车板面滑动的距离为L由能量守恒有：μmgL＝12mv22－12(m＋M)v2代入数据解得：L＝3m.【答案】(1)2m/s(2)1s(3)3m碰撞中应遵循的三个原则的应用1．系统动量守恒的原则：两个物体碰撞前后系统的总动量保持不变，符合m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，或p1＋p2＝p1′＋p2′.2．不违背能量守恒的原则：碰撞后系统的总动能不大于碰撞前的总动能，满足12m1v21＋12m2v22≥12m1v1′2＋12m2v2′2或p212m1＋p222m2≥p1′22m1＋p2′22m2.3．物理情景可行性原则：碰撞问题的解要符合物理实际．(1)若为追及碰撞，碰撞前在后面运动的物体的速度一定大于在前面运动的物体的速度(否则不能发生碰撞)，且碰后在前面运动物体的速度一定增大．(2)若碰撞后两物体同向运动，则在前面运动的物体的速度一定不小于在后面运动的物体的速度(否则还要发生碰撞)．(3)若要物体相向碰撞，则不可以出现跨跃过另一物体继续向前运动的情况．例2质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的1/9，那么小球B的速度可能是()A.13v0B.23v0C.49v0D.59v0【解析】A球碰后动能变为原来的1/9，则其速度大小仅为原来的1/3.两球在光滑水平面上正碰，碰后A球的运动有两种可能，继续沿原方向运动或被反弹．当以A球原来的速度方向为正方向时，则：v′A＝±13v0.根据两球碰撞前、后的总动量守恒，有mv0＋0＝m13v0＋2mv′B.mv0＋0＝m－13v0＋2mv″B.解得：v′B＝13v0，v″B＝23v0.所以正确的答案为：A、B.【答案】AB动量守恒和能量守恒的综合应用发生相互作用的物体间除了物体的动量发生变化外，同时也常常伴随着能量的转化或转移，这类问题综合性强，灵活性大，历来是高考的热点和难点．对于这类问题，首先注意区分作用物体情况．对于弹性碰撞的物体，其作用过程中系统动能守恒，动量守恒；对于非弹性碰撞来说，系统的动量守恒，但动能不守恒，系统损失的动能等于转化的内能或弹性势能．特别应注意的是对于非爆炸和反冲运动的问题，系统的末动能一定不大于系统的初动能．例3如图8－2所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C.重物A(可视为质点)位于B的右端，A、B、C的质量相等．现A和B以同一速度滑向静止的C，B与C发生正碰，碰后B和C粘在一起运动，A在C上滑行，A与C有摩擦力．已知A滑到C的右端而未掉下．试问：从B、C发生正碰到A刚移动到C右端期间，C所走过的距离是C板长度的多少倍？图8－2【解析】设A、B、C的质量均为m，碰撞前，A与B的共同速度为v0，碰撞后B与C的共同速度为v1.对B、C，由动量守恒定律得mv0＝2mv1设A滑至C的右端时，三者的共同速度为v2.对A、B、C，由动量守恒定律得2mv0＝3mv2.设A与C的动摩擦因数为μ，从发生碰撞到A移至C的右端时，C所走过的距离为s，对B、C，由功能关系μmgs＝12(2m)v22－12(2m)v21设C的长度为l，对A，由功能关系μmg(s＋l)＝12mv20－12mv22由以上各式解得sl＝73.【答案】73解决力学问题的三大观点解决力学问题的一般思路有三条：1．运用力对物体的瞬时作用效果——牛顿运动定律解决．(力的观点)2．运用力对物体作用的时间积累效果——动量定理和动量守恒定律解决．(动量观点)3．运用力对物体作用的空间(位移)积累效果——动能定理和机械能守恒定律解决．(能量观点)例4如图8－3所示，质量为2m，长度为L的木块置于光滑水平台面上，质量为m的子弹以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度为v02，设木块对子弹的阻力始终恒定不变．图8－3(1)求子弹穿透木块的过程中，木块滑行的距离s木．(2)若木块固定在传送带上，使木块随传送带始终以某一恒定速度v′(v′v0)水平向右运动，子弹仍以初速度v0水平向右射入木块．如果子弹恰能穿透木块，求此过程经过多长时间．【解析】设木块与子弹间的恒定阻力为F，当木块放在光滑水平面上时，木块和子弹组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律和动能定理可以求出木块滑行的距离．(1)对木块和子弹组成的系统根据动量守恒有：mv0＝m·v02＋2m·v木，得v木＝v04.对子弹和木块分别应用动能定理有：－F(s木＋L)＝12m(v02)2－12mv20①Fs木＝12·2m(v04)2－0②由①②解得：F＝5mv2016L，s木＝L5.(2)传送带运行的速度为v′，子弹恰能穿透木块，说明子弹的末速度为v′，对子弹应用动量定理：－Ft＝mv′－mv0③又有s木′＝v′t④s子′＝v0＋v′2t⑤由几何关系有s子′－s木′＝L⑥将F的值代入③，由③④⑤⑥解得t＝410L5v0.【答案】(1)L5(2)410L5v0高考真题演练本章综合检测本部分内容讲解结束点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用