專(zhuān)題十三動(dòng)量和能量

1、易考網(wǎng)絡(luò)（高考版）最新高考試卷、復(fù)習(xí)課件免費(fèi)下載易考網(wǎng)絡(luò)（高考版）最新高考試卷、復(fù)習(xí)課件免費(fèi)下載1專(zhuān)題十三專(zhuān)題十三動(dòng)量和能量動(dòng)量和能量重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)1彈簧類(lèi)問(wèn)題彈簧類(lèi)問(wèn)題：系統(tǒng)內(nèi)有兩個(gè)物體之間用輕質(zhì)彈簧連在一起，連接的彈簧或?yàn)樵L(zhǎng)，或已壓縮而被鎖定這樣包括彈簧的系統(tǒng)與第三個(gè)物體相互作用（碰撞、子彈射入等）。這是這類(lèi)問(wèn)題的典型物理情境首先應(yīng)注意上述兩種情況的區(qū)別：已完全壓縮的彈簧沒(méi)有緩沖作用，應(yīng)將系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)處理；

2、沒(méi)壓縮的彈簧有緩沖作用，只有碰撞的兩個(gè)物體組成系統(tǒng)，與彈簧相連的另一端的物體沒(méi)有參與此類(lèi)問(wèn)題還應(yīng)注意：把相互作用的總過(guò)程劃分為多個(gè)依次進(jìn)行的子過(guò)程，分析確定哪些子過(guò)程機(jī)械能是守恒的，哪些子過(guò)程機(jī)械能不守恒還有一個(gè)常見(jiàn)的物理?xiàng)l件：當(dāng)彈簧最長(zhǎng)或最短（或彈簧中彈性勢(shì)能最大）時(shí)，彈簧兩端的物體速度相等2“子彈擊木塊子彈擊木塊”模型類(lèi)問(wèn)題模型類(lèi)問(wèn)題：子彈擊穿木塊時(shí)，兩者速度不相等；子彈未擊穿木塊時(shí)，兩者速度相等這兩種情況的臨界情況是：當(dāng)子彈從木

3、塊一端到達(dá)另一端，相對(duì)木塊運(yùn)動(dòng)的位移等于木塊長(zhǎng)度時(shí)，兩者速度相等此時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒可應(yīng)用動(dòng)能定理分別對(duì)子彈、木塊列式，也可應(yīng)用動(dòng)能關(guān)系對(duì)系統(tǒng)列式對(duì)系統(tǒng)的功能關(guān)系是：滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的功（W=fd，d為子彈擊入木塊的深度），等于系統(tǒng)功能的變化（ΔEk=Ek未Ek初）3“類(lèi)子彈擊木塊類(lèi)子彈擊木塊”模型問(wèn)題：模型問(wèn)題：此時(shí)相互作用力不是介質(zhì)阻力或滑動(dòng)摩擦力，而是重力、彈力，此時(shí)機(jī)械能是守恒的如彈性碰撞時(shí)：動(dòng)量守恒、動(dòng)能守恒，

4、以?xún)蓚€(gè)運(yùn)動(dòng)物體發(fā)生彈性碰撞為例：兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前速度分別為υ10、υ20，碰撞后速度分別為υ1，υ2，且碰撞是彈性正碰，則有：動(dòng)量守恒即m1υ10m2υ20=m1υ1m2υ2①動(dòng)能守恒即m1υm2υ=m1υm2υ②21f(1)210o(2)21f(1)220o(2)21f(1)21o(2)21f(1)22o(2)將①式變形有：m1（υ10υ1）=m2（υ2υ20）③將②式變形有：m1（υ10υ1）（υ10υ1）=m2

5、（υ2υ20）（υ2υ20）④將④③有：υ10υ1=υ2υ20⑤由①和⑤解得：υ1=υ10υ20，υ2=υ102121mmmm??f(m1m2)2122mmm?f(2m2)2112mmm?f(2m1)2112mmmm??f(m2m1)當(dāng)υ20＝0時(shí)，υ1＝υ10，υ2=υ102121mmmm??f(m1m2)2112mmm?f(2m1)當(dāng)m1=m2時(shí)，υ1＝υ20，υ2=υ10，即兩物體交換速度規(guī)律方法規(guī)律方法規(guī)律方法規(guī)律方法【例1】

6、（05年南京）如圖所示，光滑水平面上有A、B、C三個(gè)物塊，其質(zhì)量分別為mA=2.0kg，mB=1.0kg，mC=1.0kg現(xiàn)用一輕彈簧將A、B兩物塊連接，并用力緩慢壓縮彈簧使A、B兩物塊靠近，此過(guò)程外力做108J（彈簧仍處于彈性限度內(nèi)），然后同時(shí)釋放A、B，彈簧開(kāi)始逐漸變長(zhǎng)，當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，C恰以4ms的速度迎面與B發(fā)生碰撞并粘連在一起求：易考網(wǎng)絡(luò)（高考版）最新高考試卷、復(fù)習(xí)課件免費(fèi)下載易考網(wǎng)絡(luò)（高考版）最新高考試卷、復(fù)習(xí)課件免

7、費(fèi)下載3碰撞后C與A、B之間有相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)A、B與地面間滑動(dòng)摩擦力大小為f3，f3＝μ2（mAmBmC）g=04mg，可見(jiàn)F＝f3，即三物體組成的系統(tǒng)受合外力為零，動(dòng)量守恒，設(shè)它們達(dá)到的共同速度為υ3，此時(shí)A、B向前滑動(dòng)的距離為s1，C恰好滑到B板的右端，此后三者一起做勻速運(yùn)動(dòng)，C不會(huì)脫離木板，設(shè)對(duì)應(yīng)的木塊長(zhǎng)度為l由動(dòng)量守恒有：mcυ1（mAmB）υ2=（mCmAmB）υ3得υ3=06ms3r(3)對(duì)A、B整體，由動(dòng)能定理有：f1s1

8、f3s1=（mAmB）（υυ），得s1=1.5m21f(1)2322o(2)對(duì)C，由動(dòng)能定理有：F（2ls1）f1（2ls1）=mC（υυ），得l=0.3m21f(1)2321o(2)o(2)訓(xùn)練題訓(xùn)練題（05年廣州）如圖所示，O點(diǎn)左側(cè)是粗糙的，右側(cè)是光滑的一輕質(zhì)彈簧右端與墻壁o(2)固定，左端與靜止在O點(diǎn)的質(zhì)量為m的小物塊A連接，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)質(zhì)量也為m的物塊B在大小為F的水平恒力作用下由C處從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，已知物塊B與地面EO

9、段的滑動(dòng)摩擦力大小為物塊B運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)與物塊A相碰并一起向右運(yùn)動(dòng)（設(shè)碰撞時(shí)間極短），運(yùn)動(dòng)到4Ff(F)D點(diǎn)時(shí)撤云外力F已知CO＝4s，OD=s，求撤去外力后：（1）彈簧的最大彈性勢(shì)能（2）物塊B最終離O點(diǎn)的距離（設(shè)碰后A、B一起運(yùn)動(dòng)但不粘連）答案：（答案：（1）Ep=5Fs2（2）L=03m【例3】空間探測(cè)器從行星旁邊繞過(guò)時(shí)，由于行星的引力作用，可以使探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)速率增大，這種現(xiàn)象被稱(chēng)之為“彈弓效應(yīng)”在航天技術(shù)中，“彈弓效應(yīng)”是用來(lái)

10、增大人造小天體運(yùn)動(dòng)速率的一種有效方法（1）如圖所示是“彈弓效應(yīng)”的示意圖：質(zhì)量為m的空間探測(cè)器以相對(duì)于太陽(yáng)的速度u0飛向質(zhì)量為M的行星，此時(shí)行星相對(duì)于太陽(yáng)的速度為u0，繞過(guò)行星后探測(cè)器相對(duì)于太陽(yáng)的速度為υ，此時(shí)行星相對(duì)于太陽(yáng)的速度為υ，由于mM，υ0、υ、u0、u的方向均可視為相互平行試寫(xiě)出探測(cè)器與行星構(gòu)成的系統(tǒng)在上述過(guò)程中“動(dòng)量守恒”“及始末狀態(tài)總動(dòng)能相等”的方程，并在mM的條件下，用υ0和u0來(lái)表示υ（2）若上述行星是質(zhì)量為M

11、＝5671026kg的土星，其相對(duì)太陽(yáng)的軌道速率u0=9.6kms，而空間探測(cè)器的質(zhì)量m＝150kg，相對(duì)于太陽(yáng)迎向土星的速率υ0＝10.4kms，則由于“彈弓效應(yīng)”，該探測(cè)器繞過(guò)火星后相對(duì)于太陽(yáng)的速率將增為多少？（3）若探測(cè)器飛向行星時(shí)其速度υ0與行星的速度u0同方向，則是否仍能產(chǎn)生使探測(cè)器速率增大的“彈弓效應(yīng)”？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由【解析】（1）以探測(cè)器初始時(shí)速度υ0的反方向?yàn)樗俣鹊恼较蛴蓜?dòng)量守恒定律有：mυ0Mu0=mυMu由動(dòng)能守恒