2018学年高中物理第1章动量守恒研究习题课动量和能量观点的综合应用学案鲁科版选修

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1、习题课　动量和能量观点的综合应用[目标定位]　1.进一步熟练应用动量守恒定律的解题方法.2.综合应用动量和能量观点解决力学问题．解决力学问题的三个基本观点1．力的观点：主要应用牛顿运动定律和运动学公式相结合求解，常涉及受力，加速或匀变速运动的问题．2．动量的观点：主要应用动量定理或动量守恒定律求解．常涉及物体的受力和时间问题，以及相互作用的物体系问题．3．能量的观点：在涉及单个物体的受力和位移问题时，常用动能定理分析；在涉及物体系内能量的转化问题时，常用能量的转化和守恒定律．　　　　　　　　　　　　　　　　　　一、爆炸类问题

2、解决爆炸类问题时，要抓住以下三个特征：1．动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的动量守恒．2．动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，因此爆炸后系统的总动能增加．3．位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后，物体仍然从爆炸的位置以新的动量开始运动．【例1】　从某高度自由下落一个质量为M的物体，当物体下落h时，突然炸裂成两块，已知质量为m的一块碎片恰能沿竖直方向回到开始下落的位置，

3、求：(1)刚炸裂时另一块碎片的速度；(2)爆炸过程中有多少化学能转化为弹片的动能？答案　(1)，方向竖直向下(2)(m－M)v2＋解析　(1)M下落h后：Mgh＝Mv2，v2＝爆炸时动量守恒：Mv＝－mv＋(M－m)v′v′＝13方向竖直向下(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增加量，即ΔEk＝mv2＋(M－m)v′2－Mv2＝(m－M)v2＋二、滑块滑板模型1．把滑块、滑板看作一个整体，摩擦力为内力，则在光滑水平面上滑块和滑板组成的系统动量守恒．2．由于摩擦生热，机械能转化为内能，则系统机械能不守恒．应由能量守

4、恒求解问题．3．注意滑块若不滑离木板，最后二者具有共同速度．【例2】　如图1所示，光滑水平面上有A、B两小车，质量分别为mA＝20kg，mB＝25kg.A车以v0＝3m/s的初速度向右运动，B车原来静止，且B车右端放着物块C，C的质量为mC＝15kg.A、B相撞且在极短时间内连接在一起，不再分开．已知C与B水平上表面间动摩擦因数为μ＝0.2，B车足够长，求C沿B上表面滑行的长度．(g＝10m/s2)图1答案　m解析　A、B相撞：由动量守恒得mAv0＝(mA＋mB)v1解得v1＝m/s.由于在极短时间内摩擦力对C的冲量可以忽略

5、，故A、B刚连接为一体时，C的速度为零．此后，C沿B上表面滑行，直至相对于B静止为止．这一过程中，系统动量守恒，系统的动能损失等于滑动摩擦力与C在B上表面的滑行距离之积；(mA＋mB)v1＝(mA＋mB＋mC)v(mA＋mB)v－(mA＋mB＋mC)v2＝μmCgL解得L＝m.三、子弹打木块模型1．子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，则系统动量守恒．2．在子弹打木块过程中摩擦生热，则系统机械能不守恒，机械能向内能转化．133．若子弹不穿出木块，则二者最后有共同速度，机械能损失最多．【例3】　(多选)用不可伸长的

6、细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图2所示．现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是(　　)图2A．从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒B．子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为C．忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能D．子弹和木块一起上升的最大高度为答案　BD解析　从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有

7、部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒但总能量小于子弹射入木块前的动能，因此A、C错误；由子弹射入木块瞬间动量守恒可得子弹射入木块后的共同速度为，B正确；之后子弹和木块一起上升，该阶段机械能守恒，可得上升的最大高度为，D正确．四、弹簧类模型1．对于弹簧类问题，在作用过程中，系统合外力为零时，满足动量守恒．2．整个过程常涉及到弹性势能、动能、内能、重力势能等的相互转化，应用能量守恒定律解决此类问题．3．注意：弹簧压缩至最短时，弹簧连接的两物体速度相等，此时弹簧具有最大弹性势能．

8、【例4】　两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4kg的物块C静止在前方，如图3所示．B与C碰撞后二者会粘在一起运动．则在以后的运动中：13图3(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？(2)系统