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1、高中物理复习综合讲练•网络体系总览•综合应用例析【例1】一火箭喷气发动机每次喷出〃尸200g的气体,气体离开发动机喷出时速度尸1000m/s.设火箭质量M二300kg,发动机每秒爆发20次,(1)当第三次气体喷出后,火箭的速度多大?(2)运动第1s末,火箭的速度多大?解析:喷出气体运动方向与火箭运动方向相反,系统动量守恒•第一次气体喷出后,火箭速度为力,有(M~m)Vj—mv=0mvvi=M-m第二次气体喷出后,火箭速度为匕,有(M—2m)V2~fnv=(M~m)v2mvV2=M一2m笫三次喷出气体后,
2、火箭速度为内,有(M—3加)V3—tnv=(M—2m)辺3mvV3=M一3m推理得nmv叨M-nm3x0.2x1000/z旳==m/s=2m/sM-3m300-3x0.2因为每秒爆发20次,n=20,火箭速度为20mv20x0.2xl000/zV2o==m/s=13.5m/s.■M-20m300-20x0.2说明:物体的运动状态变化决定于力的作用效果,在分解动力学复杂问题时如何掌握规律呢?也就是如何掌握及运用牛顿运动定律、动量定理和动量守恒定律、动能定理和机械能守恒定律.解题一般方法是:(1)以单一物体为
3、研究对象•特别是涉及时间问题,优先考虑动量定理;若求某一物体相对地的位移,则优先考虑动能定理.(2)以两个相互作用的物体为研究对彖.应优先考虑动量守恒定律;若出现相对位移,则优先考虑能量守恒定律;若系统只有重力或弹力做功,则应用机械能守恒定律.(3)对涉及加速度和时间的问题,应先从牛顿运动定律入手,确定研究对象,分析运动情况和受力情况,列方程,必要时再应用运动学规律.要通过训练,才能深刻领会、灵活运用物理概念及规律来解决物理实际问题,从而提高理解能力、推理能力、分析综合能力及应用数学工具处理物理问题的能力
4、.在解同一道物理问题吋,从多个角度考虑问题,防止单一规律的训练所造成的思维定势,可有效地培养灵活地综合运用知识的能力.【例2](2002年广东、广西、河南)下面是一个物理演示实验,它显示:图5-1屮自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到比初位置高得多的地方.A是某种材料做成的实心球,质量/7Z
5、=0.28kg,在其顶部的凹坑屮插着质量为7772=0.10kg的木棍B.B只是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙•将此装置从A下端离地板的高度H二1.25m处由静止释放.实验中,A触地后在极短时间内反弹
6、,且其速度大小不变,接着木棍B脱离球A开始上升,而球A恰好留在地板上.求木棍3上升的高度.(重力加速度g取10m/s2)图5—1解析:根据题意,A碰地板后,反弹速度的大小刃等于它下落到地面时速度的大小,即W=j2gHA刚反弹后速度向上,立刻与下落的B碰撞,碰前B的速度辺二7^"由题意,碰后4速度为零,以卩‘表示B上升的速度,根据动量守恒定律,有mV—加2巾=加2匕‘/2令表示B上升的高度,有力二匕一2g由以上各式并代入数据,得治4.05m.【例3】(2004年全国理综,25)如图5—2所示,在一光滑的
7、水平面上有两块相同的木板B和C.重物A(视为质点)位于3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黏在一起运动,4在C上滑行,4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刚移到C右端期间,C所走过的距离是C板长度的多少倍?1B&
8、C
9、777777777/T777777777777V77图5—2解析:设A、B、C的质量均为加.碰撞前,A与B的共同速度为巾,碰撞后B与C的共同速度为申.对B、C,由动量守恒定律得(须注意:在B、C发生正碰的
10、瞬间,A运动状态没有发生变化)mvo=2mvi设A滑至C的右端时,三者的共同速度为匕.对A、B、C,由动量守恒定律得2mv()=3mv2设A与C的动摩擦因数为P,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19J2umgs=—(2m)(2加)v设C的长度为/,对A,由功能关系〃加g($+/)=10—mv<2-v7由以上各式解得I3说明:(1)分析碰撞问题时,若涉及到多个物体,须明确哪些物体直接相碰,在碰撞屮运动状态发生了变化,哪些物体没有直接相碰,在碰撞中运动状态没有发生变化.(2
11、)分析这类问题,常将动量守恒和能量守恒结合起来解决问题.【例4】(2003年江苏、广东,19)图5—3所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳,下端拴一小物块上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为加o的子弹B沿水平方向以速度巾射入A内(未穿透),接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动.在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间的变化关系如图5—4所示.已知子弹射入的吋间极短,且图5—4中r=