应用动量守恒时条件错误剖析-论文.pdf

《应用动量守恒时条件错误剖析-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·52·理科考试研究·综合版2014年10月1日运动和力综合的多过程问题江西省于都中学342300杨金明若一个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和代人数据，解得=一0．65力的问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法J，求解；若某过程涉及到做功和能量转化问题，则要考虑应用动例2一长Z=0．80m的轻绳一能定理或机械能守恒定律求解．这些问题往往是学生最容易出端固定在0点，另一端连接一质量m错的．下面举例进行探究．=0．10kg的小球，悬点0距离水平例1如图1所示，一粗糙斜地面的高度H=1．00in．开始时小球面AB与圆心角

2、为37。的光滑圆处于点，此时轻绳拉直处于水平方向，如图2所示．让小球从静止释放，图2弧BC相切，经过C点的切线方向水平．已知圆弧的半径为R=当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点0正下方一个固定的钉子1．25m，斜面AB的长度为L=P时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=1m．质量为m=1kg的小物块10m／s．求：(1)当小球运动到B点时的速度大小；(2)绳断裂(可视为质点)在水平外力F=1图1后球从曰点抛出并落在水平地面的C点，求C点与日点之间的N作用下，从斜面顶端A点处由静止开始，沿斜面向下运动，当水平距离；(3)若OP=0

3、．6In，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到达曰点时撤去外力，物块沿圆弧滑至C点抛出，若落地点与到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力．c点间的水平距离为=1．2m，C点距离地面高度为h=解析(1)设小球运动到点时的速度大小为，由机械10．8m．(sin37。=0．6，COS37。=0．8，重力加速度g取10m／s)能守恒定律得÷m=mgl解得小球运动到曰点时的速度大小求：(1)物块经C点时对圆弧面的压力；(2)物块滑至B点时的二速度；(3)物块与斜面间的动摩擦因数．==4．0m／s解析(1)物块从C点到E点做平抛运动(2)小球从B点

4、做平抛运动，由运动学规律得=vBt．由1．1由h=÷‘g￡(1分)得￡=0．4s(1分)=÷‘=3m／s(1Y=H—l=二l_-g解得C点与曰点之间的水平距离=，l2分)由牛顿第二定律知F一mg=m，=17．2N：0．80m．』LVg由牛顿第三定律知，物体在c点时对圆弧的压力大小为(3)若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由17．2N，方向竖直向下圆周运动规律得(2)从日点到C点由动能定理有，l2F一mg=m二生，r=f—OP由以上各式解得F=9N1—1，mgR(1一cos37。)=下tM2c一÷砌，8=2m／s多过程问题实际是

5、多种运动规律的组合．平抛运动通常分(3)从A点到B点由2=2aL，得a=2m／s(2分)解速度，竖直面内圆周运动通常应用动能定理和牛顿第二定由牛顿第二定律有mgsin37。+凡0s37。一肛(mgcos37。一律，直线运动通常用动力学方法或动能定理来分析．而在建立Fsirl37。1=ma两运动之间的联系时，要把转折点的速度作为分析重点．应用动量守恒时条件错误剖析江西省兴国平川中学342400张鑫动量守恒是有条件的，动量守恒条件分为三个层次：(1)绳子刚被拉紧时两物块的速度．系统所受合外力为零；(2)系统所受合外力虽然不为零，但在错解。自由

6、下落H距离时，速度=~／2gH．在，和某方向合外力为零，则系统在该方向动量守恒；(3)系统所受组成的系统中，它们相互作用前后的动量守恒．当绳子刚被合外力远远小于内力，则系统动量近似守恒．拉紧时，设肼，的共同速度为，对于不同情况，应根据不同的条件去分析．在根据动量守恒定律，有M。13=(+M2)，将=上述三种情况下，都可以应用动量守恒定律求——M一一一解相应物理量．解题时，我们如果不注意这几~／2gH代入得=二’g日．』r』11-H2点很容易导致错误，下面举例分析．错解原因实际上，上述结果是正确的，但在解题过程例1一绳跨过定滑轮，两端分别栓

7、有质中，出现了两个错误．其一，没有认真分析绳子拉紧前后的动量量为。，的物块(M2>M如图1)，开始图l守恒条件．实际上由。，组成的系统除了受重力外，还要受是静止于地面上，当自由下落日距离后，绳子才被拉紧，求到滑轮轴心竖直向上的支持力作用，而这个支持力不等于2014年10月1日理科考试研究·综合版·53·+的重力，所以系统所受合外力不为零．不能对整个系统应接到箱子后停下，所以，对箱子及乙和他的冰车，接到箱子前后用动量守恒定律．其二，即使能应用动量守恒定律，也应认真考动量守恒，设箱子的运动方向为正方向，由动量守恒定律有：mv虑动量的方向性，。

8、的方向向下，而的方向向上，不能认为—Mv0=0解得=4m／s与系统的动量为(M+)．错解原因在此题中，有两个关键问题必须弄清楚，第一正解M自由下落H距离时速度。：~／2gH①，“不相撞”的意义