《高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第8點(diǎn) 動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律、功能關(guān)系、動(dòng)能定理的結(jié)合素材 新人教版選修3-5（通用）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第8點(diǎn) 動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律、功能關(guān)系、動(dòng)能定理的結(jié)合素材 新人教版選修3-5（通用）（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第8點(diǎn)　動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律、功能關(guān)系、動(dòng)能定理的結(jié)合 1．動(dòng)量和能量是反映系統(tǒng)狀態(tài)的兩個(gè)重要物理量，動(dòng)量守恒和能量守恒是解決力學(xué)問題的兩大主線，它們又經(jīng)常一起出現(xiàn)在試題中，根據(jù)動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律，分別從動(dòng)量角度和能量角度研究系統(tǒng)的初、末狀態(tài)是解決綜合性問題的基本思路方法． 2．對(duì)于碰撞、反沖類問題，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解．對(duì)于相互作用的兩物體，若明確兩物體相對(duì)滑動(dòng)的距離，除了考慮動(dòng)量守恒外，也應(yīng)考慮選用能量守恒(功能關(guān)系)建立方程．特別要注意：應(yīng)用動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律等規(guī)律解題時(shí)，物體的位移和速度都要相對(duì)于同一個(gè)參考系，一般都以地面為參考系． 對(duì)點(diǎn)例題

2、　如圖1所示，光滑水平面上放置質(zhì)量均為M＝2 kg的甲、乙兩輛小車，兩車之間通過一感應(yīng)開關(guān)相連(當(dāng)滑塊滑過感應(yīng)開關(guān)時(shí)，兩車自動(dòng)分離)．其中甲車上表面光滑，乙車上表面與滑塊P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5.一根通過細(xì)線(細(xì)線未畫出)拴著而被壓縮的輕質(zhì)彈簧固定在甲車的左端，質(zhì)量為m＝1 kg的滑塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧的右端接觸但不相連，此時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能E0＝10 J，彈簧原長(zhǎng)小于甲車長(zhǎng)度，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止．現(xiàn)剪斷細(xì)線，求：(g＝10 m/s2) 圖1 (1)滑塊P滑上乙車前瞬間速度的大??； (2)要使滑塊P恰好不滑離小車乙，則小車乙的長(zhǎng)度至少為多少？ 解題指導(dǎo)　(1)設(shè)滑塊P滑上乙

3、車前的速度為v0，小車的速度為v，選甲、乙和P為系統(tǒng)，對(duì)從滑塊P開始運(yùn)動(dòng)(初狀態(tài))到滑上乙車前(末狀態(tài))的過程，應(yīng)用動(dòng)量守恒有 mv0－2Mv＝0 在這個(gè)過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，有 E0＝mv＋×2Mv2 聯(lián)立兩式解得：v0＝4 m/s 同時(shí)可得v＝1 m/s (2)設(shè)滑塊P到達(dá)小車乙另一端時(shí)與小車恰好有共同速度v′，選滑塊的初速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律有mv0－Mv＝(m＋M)v′ 解得：v′＝ m/s 對(duì)滑塊P和小車乙組成的系統(tǒng)， 由能量守恒定律得 mv＋Mv2－(m＋M)v′2＝μmgL 聯(lián)立各式，代入數(shù)據(jù)求得：L＝ m 答案　(1)4 m/s　(2) m

4、 點(diǎn)撥提升　動(dòng)量和能量的綜合問題往往涉及的物體多、過程多、題目綜合性強(qiáng)，解題時(shí)要認(rèn)真分析物體間相互作用的過程，將過程合理分段，明確在每一個(gè)子過程中哪些物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，哪些物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，然后針對(duì)不同的過程和系統(tǒng)選擇動(dòng)量守恒定律或機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律列方程求解． 1．如圖2所示，小球a、b用等長(zhǎng)細(xì)線懸掛于同一固定點(diǎn)O.讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細(xì)線水平．從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺動(dòng)，此后細(xì)線與豎直方向之間的最大偏角為60°.忽略空氣阻力，求： 圖2 (1)兩球a、b的質(zhì)量之比； (2)兩球在碰撞過程中損失的機(jī)械能與球b在碰前的最大動(dòng)

5、能之比． 答案　(1)－1　(2)1－ 解析　(1)設(shè)球b的質(zhì)量為m2，細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，球b下落至最低點(diǎn)，但未與球a相碰時(shí)的速率為v，由機(jī)械能守恒定律得 m2gL＝m2v2① 式中g(shù)為重力加速度的大小．設(shè)球a的質(zhì)量為m1，在兩球碰后的瞬間，兩球的共同速度為v′，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得 m2v＝(m1＋m2)v′② 設(shè)兩球共同向左運(yùn)動(dòng)到最高處時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，由機(jī)械能守恒定律得 (m1＋m2)v′2＝(m1＋m2)gL(1－cos θ)③ 聯(lián)立①②③式得＝－1④ 代入題給數(shù)據(jù)得＝－1⑤ (2)兩球在碰撞過程中的機(jī)械能損失為 Q＝m2gL－(m1＋m2)gL

6、(1－cos θ)⑥ 聯(lián)立①⑥式，Q與碰前球b的最大動(dòng)能Ek(Ek＝m2v2)之比為 ＝1－(1－cos θ) ⑦ 聯(lián)立⑤⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得＝1－ 2．如圖3所示，質(zhì)量為m1＝0.01 kg的子彈以v1＝500 m/s的速度水平擊中質(zhì)量為m2＝0.49 kg的木塊并留在其中．木塊最初靜止于質(zhì)量為m3＝1.5 kg的木板上，木板靜止在光滑水平面上并且足夠長(zhǎng)．木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，求：(g＝10 m/s2) 圖3 (1)子彈進(jìn)入木塊過程中產(chǎn)生的內(nèi)能ΔE1； (2)木塊在木板上滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的內(nèi)能ΔE2； (3)木塊在木板上滑行的距離s. 答案　(1)1 2

7、25 J　(2)18.75 J　(3)37.5 m 解析　(1)當(dāng)子彈射入木塊時(shí)，由于作用時(shí)間極短，則木板的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可認(rèn)為不變，設(shè)子彈射入木塊后，它們的共同速度為v2，對(duì)m1、m2組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律有 m1v1＝(m1＋m2)v2 又由能量守恒有ΔE1＝m1v－(m1＋m2)v 聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得子彈進(jìn)入木塊過程中產(chǎn)生的內(nèi)能ΔE1＝ 1 225 J (2)設(shè)木塊與木板相對(duì)靜止時(shí)的共同速度為v3，對(duì)m1、m2、m3組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律有 (m1＋m2)v2＝(m1＋m2＋m3)v3 又由能量守恒有 ΔE2＝(m1＋m2)v－(m1＋m2＋m3)v 聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得木塊在木板上滑行過程中產(chǎn)生的內(nèi)能ΔE2＝18.75 J (3)對(duì)m1、m2、m3組成的系統(tǒng)由功能關(guān)系有 μ(m1＋m2)gs＝ΔE2 解得s＝37.5 m