2018年高二物理人教版选修3-5习题：第十六章+动量守恒定律+习题课：动量和能量的综合应用+.

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1、则vrA/+m习题课：动量和能量的综合应用［学习目标］1.熟练掌握动量守恒定律的运用2利用动量守恒定律结合能量守恒解决相关功能关系问题.重点难点个个击破典例精析(2)由功能关系可得，摩擦力在相对位移上所做的功等于系统动能的减少量，/imgx^Mvo一、滑块一木板模型1.把滑块、木板看做一个整体，摩擦力为内力，在光滑水平面上滑块和木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，系统机械能不守恒.应由能量守恒求解问题.3.滑块若未滑离木板时最后二者有共同速度，机械能损失最多.例1如图1所示，在光滑的

2、水平面上有一质量为M的长木板，以速度％向右做匀速直线运动，将质量为加的小铁块轻轻放在木板上的力点，这时小铁块相对地面速度为零，小铁块相对木板向左滑动.由于小铁块和木板间有摩擦，最后它们之间相对静止，己知它们之间的动摩擦因数为“，问：!I/O图1小铁块跟木板相对静止时，它们的共同速度多大？它们相对静止时，小铁块与木板上的/点距离多远？在全过程屮有多少机械能转化为内能？解析(1)木板与小铁块组成的系统动量守恒.以％的方向为正方向，由动量守恒定律得,-2.解倚兀和_2“g(M+(3)方法一：由能量守恒定律可得,1

3、22Mtnvo"=2(M+m)方法二：根据功能关系，转化成的内能等于系统克服摩擦力做的功，2卯NE=Q=屮畔x「(m+加).22姣案⑴卫也—⑶如J口宋［｝M+mI丿2“g(M+〃?)丿2(附+加)例2如图2所示，光滑水平桌面上有长厶=2m的挡板C,质量必=5kg,在其正中央并排放着两个小滑块力和乩W/f=lkg,/K5=3kg,开始时三个物体都静止.在/、〃间放有少量塑胶炸药，爆炸后/以6m/s的速度水平向左运动，A.E中任意一块与挡板C碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求:图2(1)当两滑块/、3都

4、与挡板C碰撞后，C的速度是多大;(2)/、C碰撞过程中损失的机械能.解析(1“、B、C系统动量守恒，有O=(mA+mB+mc)Vcr解得％=0.(2)炸药爆炸时/、B系统动量守恒，有=〃切如解得：如=2m/s所以/先与C碰撞，4、C碰撞前后系统动量守恒，有mAvA=(mA+mc)v解得v=1m/sA.C碰撞过程中损失的机械能E=^nAOA2+mc)v2=15J.答案(1)0⑵15J二、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，系统机

5、械能不守恒，机械能向内能转化.3.若子弹不穿出木块，二者最后有共同速度，机械能损失最多.例3如图3所示，在水平地面上放置一质量为M的木块，一质量为〃2的子弹以水平速度o射入木块(未穿出)，若木块与地面间的动摩擦因数为“，求：1/「巳］口77777777777777777777777/(1)子弹射入后，木块在地面上前进的距离；(2)射入的过程小，系统损失的机械能；(3)子弹在木块中打入的深度.解析因子弹未射出，故碰撞后子弹与木块的速度相同，而系统损失的机械能为初、末状态系统的动能之差.(1)设子弹射入木块后，

6、二者的共同速度为，，取子弹的初速度方向为正方向，则由动量守恒得：nw=(M+m)v'①二者一起沿地面滑动，前进的距离为x,由动能定理得：—/z（M+m）gx=O—2（A/+m）v1227由①②两式解得:mz广2（M+〃7）2“g⑵射入过程中损失的机械能△E=*〃q2解倚:^=2(^+加)•2“fMmv(3)设子弹在木块中打入的深度，即子弹相对于木块的位移为x钿，则柏对倚：兀阴=赢=2刚站+加).22」2"宀.m矿Mmv口案⑴2(M+〃?)2“g°)2(m+肋⑶2〃g(M+/w)三、弹簧类模型1.对于弹簧类问

7、题，在作用过程中，若系统合外力为零，则满足动量守恒.2.整个过程往往涉及到多种形式的能的转化，如：弹性势能、动能、内能、重力势能的转化,应用能量守恒定律解决此类问题.3.注意：弹簧压缩最短时，弹簧连接的两物体速度相等，此时弹簧弹性势能最大.例4两物块力、B用轻弹赞相连，质量均为2kg,初始时弹簧处于原长，A.B两物块都以e=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4kg的物块C静止在前方，如图4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：77777777777777/777777777777

8、1图4(1)当弹簧的弹性势能最大吋，物块/的速度为多大？(2)系统小弹性势能的最大值是多少？解析(1)当/、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最犬.白力、B、C三者组成的系统动量守恒得,(mA+=(mA+mB+%加肚，解得l)ABC=(2+2)X62+2+4m/s=3m/s.(2)3、C碰撞时3、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为砂c,贝U加3^=(〃。+加C)QbC得：2X6Vbc=2+4m/s