“动量、动能问题”学法探究

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1、“动量、动能问题”学法探究贵州省安顺职业技术高级学校561000【摘要】动量、动能问题是学生学习的难点、也是历來考试的热点，因为，这类问题更能考察学生的思维能力，分析问题能力和解决问题的能力，因此，掌握解决问题方法就更为重要，掌握了学习方法就能达到“以不变应万变”的效果。【关键词】物理问题学习方法方法探究动量、能量问题历来是各类考试的热点和难点，但因其情形多变，过程复杂,能力要求极高，很多学生因不能深刻理解这类问题的本质特征而陷入“一筹莫展”的境地，卜•血就这类问题进行分析，供大家参考：一、子弹打木块问题：1、子弹击中静止于光滑水平面上的木块时，系统不受外力作用，

2、系统动量f百2、子弹在木块中穿行时，有摩擦力做功，故机械能不守恒。3、该类问题往往涉及力和运动分析、动量守恒、动量定理、能量守恒、动能定理等重要内容的综合应用，是高考经常考查的内容Z-o［例1］质量为M的木块静置于光滑的水平面上，一质量为m速度为％的子弹水平射入木块并留在其中，设木块对子弹的阻力恒为F。［求］(1)木块至少有多厚子弹才不会穿出？(2)T弹在木块中运动了多长时间？(分析)子弹射入木块后，m受M的摩擦力做匀减速运动，M受m的摩擦力而从静止开始做匀加速运动，经一段时间t,两者达到相同速度v,处于和对静止,m就不能从M中穿出，在此过程屮，子弹在木块屮进入的

3、深度为L即为木块的最小厚度，此后，m和M以共同速度v—起做匀速直线运动。(解)(1)以m和M组成的系统为研究对象，根据动量守恒定律有：mv0=(m+M)v①根据能量守恒定律有：FL二—mv02+—(m+M)v2②22由①、②两式可解得：L_Mmvl_2F(M+加)(2)以子弹为研究对象，由牛顿运动定律和运动学公式可得：t=^av—v0(M+m)F［变化］若已知木快的厚度L,欲使子弹穿透木块，子弹的深度至少为多少?(v^2F(M+m)L/Mm)［拓展1］若上题中子弹在木块中相对静止时，木块运动的距离为s,子弹射入木块中的深度为d,则ds(填＞、＜或=)。（解）以木块

4、为研究对象有:Fs=—Mv22以系统为研究对象冇：Fd=4_*（M+m）v2根据动量守恒定律mv0=（m+A/）v［拓展2］如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，一质量为m大小可以忽略的小木块以速度v。水平地沿木板的表面滑行，已知小木块与木板间的动摩擦因数为u,Vom—►（图1）求：⑴木板至少多长小木块才不会掉卜•來?⑵小木块在木板上滑行了多长时间？（解）本题所设置的物理情景看似与［例1］不同，但若把小木块看作子弹，木板看作木块，其受力和运动情况与［例1］完全相同，不难得出：M%“（M+加）gT—M八2〃（M+〃？）g［拓展3］在［拓展2］中，如已知木版长

5、为L（端点为A、B,中点为0,如图所示），问V。在什么范围内才能使小木块滑动到0B之间相对木版静止？（解）设m和M相对静止时，m相对M的位移X,由［拓展2］知=叽A—2〃（M+加）g再与约束条件号

6、对地位移S2=—LoM+inM+m2、上述关系虽然是在人匀速运动下推出的，也适用于人的任何运动。该问题的实质是系统的质心（重心）位置不变。3、若系统在全过程中动量守恒（包括单方向动量守恒），则这一系统在全过程中的平均动量也必须守恒，如杲系统是由两个物体组成，且相互作用前均静止、相互作用后均发生运动，则由0二v-m2v2,得推论mS二朋2,使用时应明确S,>S・2必须是相对同一参考系位移的大小。[例2]—长为L,质量为M的船上两端分别站有甲、乙两人，质量为M甲和M当两人位置交换后，船移动距离多大？（分析）人在船上走时，系统不受外力，动量守恒，速度与质量成反比，与人

7、如何走，哪个人先走哪个人后走无关，故可以直接套用上面的结论。（解法一）设甲走时乙不动，船的位移为有m甲S甲二（M+m乙）SiS甲+Si二L解得®5+叫+J再设乙走时甲不动，船的位移为S・2,有m乙S乙二（M+id甲）S?S2+S乙丸加乙解得s2=M+內卩+加乙船对地的位移为s=s-s2=（解法二〕可以认为直接交换了一质量差（m甲-m乙）,可简便得到S=三、弹簧连接体问题1、在弹簧连接体组成的系统屮，由于弹簧的形变只引起弹性势能与动能的相互转化，因为系统的总动能将发生变化，但系统机械能守恒。2、在相互作用过程中，弹簧伸长或压缩到最大程度时系统内各物体貝有相同速度，此

8、时弹性势能