《2013高考物理 重點(diǎn)難點(diǎn)例析 專題13動(dòng)量和能量》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2013高考物理 重點(diǎn)難點(diǎn)例析 專題13動(dòng)量和能量（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十三 動(dòng)量和能量 重點(diǎn)難點(diǎn) 1．彈簧類問(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；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

2、端的物體速度相等． 2．“子彈擊木塊”模型類問(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．“類子彈擊木塊”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

3、守恒，以兩個(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m1υ10+m2υ20 = m1υ1+m2υ2 ① 動(dòng)能守恒即m1υ+m2υ = m1υ+m2υ ② 將①式變形有：m1（υ10 -υ1） = m2（υ2- υ20） ③ 將②式變形有：m1（υ10 -υ1）（υ10+υ1） = m2（υ2 -υ20）（υ2+υ20） ④ 將④÷③有：υ10+υ1 = υ2+υ20 ⑤ 由①和⑤解得：υ1 = υ10+υ20，υ2 = υ10+． 當(dāng)υ20＝0時(shí)，υ1＝υ10

4、，υ2 = υ10． 當(dāng)m1 = m2時(shí)，υ1＝υ20，υ2 = υ10，即兩物體交換速度． 規(guī)律方法  【例1】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4m/s的速度迎面與B發(fā)生碰撞并粘連在一起．求： （1）彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)（B與C碰撞前）A和B物塊速度的大?。? （2）當(dāng)彈簧第二次被壓縮時(shí)，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能

5、． 【解析】（1）彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，A和B物塊速度的大小分別為υA、υB． 由動(dòng)量守恒定律有：0 = mAυA - mBυB 此過(guò)程機(jī)械能守恒有：Ep = mAυ+mBυ 代入Ep＝108J，解得：υA＝6m/s，υB = 12m/s，A的速度向右，B的速度向左． （2）C與B碰撞時(shí)，C、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰后B、C粘連時(shí)速度為υ′，則有： mBυB -mCυC = （mB+mC）υ′，代入數(shù)據(jù)得υ′ = 4m/s，υ′的方向向左． 此后A和B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，當(dāng)彈簧第二次壓縮最短時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能最大，設(shè)為Ep′，且此時(shí)A與B、C三者有相同的

6、速度，設(shè)為υ，則有： 動(dòng)量守恒：mAυA -（mB+mC）υ′ = （mA+mB+mC）υ，代入數(shù)據(jù)得υ = 1m/s，υ的方向向右． 機(jī)械能守恒：mAυ+（mB+mC）υ′2 = Ep′+（mA+mB+mC）υ2，代入數(shù)據(jù)得E′p＝50J． 訓(xùn)練題如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為m1和m2，m1＜m2，由輕 質(zhì)彈簧連接，置于光滑的水平面上，用一輕繩把兩滑塊拉至最近，使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)后綁緊，并使兩滑塊以速度υ0向右運(yùn)動(dòng)，突然輕繩斷開(kāi)，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到原長(zhǎng)時(shí)，滑塊A的速度恰好為零．請(qǐng)通過(guò)定量分析說(shuō)明，在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑塊B是否會(huì)有速度為零的時(shí)刻． 答案：滑塊B不會(huì)有速度為零的時(shí)

7、刻 　　　　　　 【例2】如圖3-13-3所示，兩個(gè)完全相同的質(zhì)量分別為m的木塊A、B置于水平地面上，它們的間距S＝2．88m．質(zhì)量為2m，大小可忽略的滑塊C置于A板的左端．C與A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1 = 0．22，A、B與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.10，最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力．開(kāi)始時(shí)，三個(gè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)給C施加一個(gè)水平向右、大小為mg的力F，假定木板A、B碰撞時(shí)間極短且碰撞后粘連在一起，要使C最終不脫離木板，每塊木板的長(zhǎng)度至少應(yīng)為多少？ 【解析】A、C之間的滑動(dòng)摩擦力大小為f1，f1 = μ1mcg = 0.44mg，A與水平地面之間的滑動(dòng)摩擦力大小為f2

8、，f2 = μ2（mA+mC）g = 0.3mg，外力F = mg = 0．4mg可見(jiàn)F＜f1，F(xiàn)＞f2，即首先A和C之間保持相對(duì)靜，在F的作用下一起向右做加速運(yùn)動(dòng)．設(shè)A與B碰撞前A、C的速度大小為υ1，由動(dòng)能定理有：（F-f2）s = （mA+mC）υ 代入數(shù)據(jù)得：υ1 = 0．8m/s  A、B兩木板的碰撞瞬間，內(nèi)力的沖量遠(yuǎn)大于外力的沖量，由動(dòng)量守恒定律，設(shè)A、B碰后一起運(yùn)動(dòng)的速度為υ2，則有：mAυ1 = （mA+mB）υ2 得υ2 = = 0．4m/s 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（mA+mB+mC）g = 0．4m

9、g，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+（mA+mB）υ2 = （mC+mA+mB）υ3 得υ3 = 0．6m/s 對(duì)A、B整體，由動(dòng)能定理有：f1s1-f3s1 = （mA+mB）（υ-υ），得s1 = 1.5m 對(duì)C，由動(dòng)能定理有：F（2l+s1）- f1（2l+s1） = mC（υ- υ），得l = 0.3m 訓(xùn)練題如圖所示，O點(diǎn)左側(cè)是粗糙的，右側(cè)是光滑的一輕質(zhì)彈簧右端與墻壁固定，左端

10、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：（1）Ep=5Fs/2 （2）L=0．3m 【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)象被稱之為“彈弓效應(yīng)”在航天技術(shù)中，“彈弓效應(yīng)”是用

11、來(lái)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m<

12、υ0＝10.4km/s，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? 由動(dòng)量守恒定律有：-mυ0+Mu0 = mυ+Mu 由動(dòng)能守恒有: mυ+Mu = mυ2+Mu2 由上兩式解得：υ = υ0+u0． 當(dāng)m<

13、取負(fù)值，為使探測(cè)器能追上行星，應(yīng)使｜υ0｜＞|u0|，此時(shí)有υ = υ0+2（u0）即｜υ｜＝｜υ0．2u0｜＜|υ0|可見(jiàn)不能使探測(cè)器速率增大 訓(xùn)練題如圖所示，運(yùn)動(dòng)的球A在光滑的水平面上與一個(gè)原來(lái)靜止的B球發(fā)生彈性碰撞，碰撞前后的速度在一條直線上A、B的質(zhì)量關(guān)系如何，才  可以實(shí)現(xiàn)使B球獲得： （1）最大的動(dòng)能； （2）最大的速度； （3）最大的動(dòng)量（設(shè)兩球半徑相等） 答案：（1）Ek2m=mAv02/2 （2）vBm=2v0 （3）P2m=2mAv0  【例4】如圖所示，彈簧上端固定在O點(diǎn)，下端掛一木匣A，木匣A頂端懸掛一木塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)），A和B的質(zhì)量

14、都為m = 1kg，B距木匣底面高度h = 16cm，當(dāng)它們都靜止時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)某時(shí)刻，懸掛木塊B的細(xì)線突然斷開(kāi)，在木匣上升到速度剛為0時(shí)，B和A的底面相碰，碰撞后結(jié)為一體，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到彈簧長(zhǎng)度又為L(zhǎng)時(shí)，速度變?yōu)棣浴?= 1m/s求： （1）B與A碰撞中動(dòng)能的損失ΔEk; （2）彈簧的勁度系數(shù)k； （3）原來(lái)靜止時(shí)彈簧內(nèi)具有的彈勢(shì)勢(shì)能E0 【解析】線斷后，A向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，剛開(kāi)始為最低點(diǎn)，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)為x，應(yīng)有kx = 2mg；A到達(dá)平衡位置時(shí)，應(yīng)有kx1 = mg，x1為此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)，可見(jiàn)x = 2x1，A振動(dòng)的振幅即x1 = ，當(dāng)A到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，A的速度為零，彈簧處于原長(zhǎng)位置，

15、彈簧的彈性勢(shì)能也為零． （1）當(dāng)A、B結(jié)為一體運(yùn)動(dòng)到彈簧長(zhǎng)度又為L(zhǎng)時(shí)，彈簧中彈性勢(shì)能不變，A的重力勢(shì)能不變，B的重力勢(shì)能減少mgh，此時(shí)A、B具有動(dòng)能·2m·υ2，可見(jiàn)系統(tǒng)（A、B及彈簧）減少的機(jī)械能為ΔE＝mgh·2mυ2 = 0．6J 只有在B與A碰撞粘合在一起時(shí)有機(jī)械能（動(dòng)能）的損失，其他過(guò)程均不會(huì)損失機(jī)械能，故碰撞中損失的動(dòng)能即系統(tǒng)損失的機(jī)械能：ΔEk = ΔE＝0．6J （2）A、B發(fā)生碰撞時(shí)，A向上運(yùn)動(dòng)了x，速度為零;B向下自由下落了h- x，速度為υB，由機(jī)械能守恒定律有：mg（h- x） = mυ A和B碰撞過(guò)程，動(dòng)量守恒，設(shè)碰后共同速度為υ，則mυB = 2mυ

16、由能量守恒有：mυ = ΔEk+·2m·υ2 由以上各式，代入數(shù)據(jù)解得：x = 0．04m，k = 500N/m （3）線斷后，A從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧原來(lái)具有的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為A的重力勢(shì)能，有E0＝mgx，得E0 = 0.4J 訓(xùn)練題如圖所示，一質(zhì)量M＝2kg的長(zhǎng)木板B靜止于光滑的水平面上，B的右端與豎直檔板的距離為s＝1m，一個(gè)質(zhì)量m = 1kg的小物體A以初速度υ0 = 6m/s從B的左端水平滑上B，在B與豎直擋板碰撞的過(guò)程中，A都沒(méi)有到達(dá)B的右端設(shè)物體A可視為質(zhì)點(diǎn)，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.1，B與豎直擋板碰撞時(shí)間極短，且碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失，g取10m/s2求

17、： （1）B與豎直擋板第一次碰撞前的瞬間，A、B的速度各是多少？ （2）最后要使A不從B的兩端滑下，木板B的長(zhǎng)度至少是多少？ （結(jié)果保留3位有效數(shù)字） 答案：（1）vA=4m/s ，vB=1m/s （2）L=18．0m 能力訓(xùn)練  1．矩形滑塊由不同材料的上、下兩層粘結(jié)在一起，將其放在光滑的水平面上，如圖所示，質(zhì)量為m的子彈以速度u水平射向滑塊若射擊上層，則子彈剛好不穿出；若射擊下層，則整個(gè)子彈剛好嵌入，則上述兩種情況相比較 （ AB ） A．兩次子彈對(duì)滑塊做的功一樣多 B．兩次滑塊所受沖量一樣大 C．子彈嵌入下層過(guò)程中對(duì)滑塊做功多

18、D．子彈擊中上層過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量多 2．1924年法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出物質(zhì)波的概念任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子，大到行星、恒星都有一種波與之對(duì)應(yīng)，波長(zhǎng)為λ = ，P為物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量，h是普朗克常量．同樣光也具有粒子性，光子的動(dòng)量為：P = ．根據(jù)上述觀點(diǎn)可以證明一個(gè)靜止的自由電子如果完全吸收一個(gè)γ光子，會(huì)發(fā)生下列情況：設(shè)光子頻率為ν，則E = hν，P = = ，被電子吸收后有hν = meυ2，h = meυ，解得：υ = 2C．電子的速度為光速的2倍，顯然這是不可能的關(guān)于上述過(guò)程以下說(shuō)法正確的是 （ CD ） A．因?yàn)樵谖⒂^世界動(dòng)量守恒定律不

19、適用，上述論證錯(cuò)誤，電子有可能完全吸收一個(gè)電子 B．因?yàn)樵谖⒂^世界能量守恒定律不適用，上述論證錯(cuò)誤，電子有可能完全吸收一個(gè)電子 C．動(dòng)量守恒定律，能量守恒定律是自然界中普遍適用的規(guī)律，所以惟一結(jié)論是電子不可能完全吸收一個(gè)r光子 D．若γ光子與一個(gè)靜止的自由電子發(fā)生作用，則r光子被電子散射后頻率會(huì)減小  3．如圖所示，質(zhì)量為m的子彈以速度υ0水平擊穿放在光滑水平地面上的木塊木塊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為M，木塊對(duì)子彈的阻力恒定不變，子彈穿過(guò)木塊后木塊獲得動(dòng)能為Ek，若木塊或子彈的質(zhì)量發(fā)生變化，但子彈仍穿過(guò)木塊，則 （ AC ） A．M不變，m變小，則木塊獲得的動(dòng)能一定變大 B．M不

20、變，m變小，則木塊獲得的動(dòng)能可能變大 C．m不變，M變小，則木塊獲得的動(dòng)能一定變大 D．m不變，M變小，則木塊獲得的動(dòng)能可能變大  4．如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)軌道與高為10R的光滑斜面安置在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一條光滑水平軌道CD相連，在水平軌道CD上一輕質(zhì)彈簧被兩小球a、b夾?。ú贿B接）處于靜止?fàn)顟B(tài)，今同時(shí)釋放兩個(gè)小球，a球恰好能通過(guò)圓環(huán)軌道最高點(diǎn)A，b球恰好能到達(dá)斜面最高點(diǎn)B，已知a球質(zhì)量為m，求釋放小球前彈簧具有的彈性勢(shì)能為多少？ 答案：Ep=7．5mgR 5．如圖所示，光滑水平面上，質(zhì)量為2m的小球B連接著輕質(zhì)彈簧，處于靜止；質(zhì)量為m的小球A以初速

21、度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)，接著逐漸壓縮彈簧并使B運(yùn)動(dòng)，過(guò)一段時(shí)間，A與彈簧分離，設(shè)小球A、B與彈簧相互作用過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失，彈簧始終處于彈性限度以內(nèi) （1）求當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能E． m 2m A B v0 （2）若開(kāi)始時(shí)在小球B的右側(cè)某位置固定一塊擋板(圖中未畫(huà)出)，在小球A與彈簧分離前使小球B與擋板發(fā)生正撞，并在碰后立刻將擋板撤走．設(shè)小球B與固定擋板的碰撞時(shí)間極短，碰后小球B的速度大小不變、但方向相反。設(shè)此后彈簧彈性勢(shì)能的最大值為，試求可能值的范圍． 答案：（1）當(dāng)A球與彈簧接觸以后，在彈力作用下減速運(yùn)動(dòng)，而B(niǎo)球在彈力作用下加速運(yùn)動(dòng)，彈簧勢(shì)能增加，當(dāng)A、B速

22、度相同時(shí)，彈簧的勢(shì)能最大． 設(shè)A、B的共同速度為v，彈簧的最大勢(shì)能為E，則A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有 由機(jī)械能守恒　 聯(lián)立兩式得　　 （2）設(shè)B球與擋板碰撞前瞬間的速度為vB，此時(shí)A的速度為vA 系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B與擋板碰后，以vB向左運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧，當(dāng)A、B速度相同（設(shè)為v共）時(shí)，彈簧勢(shì)能最大 有　 得　　 所以　 當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)與小球B擋板相碰，vB有最大值vBm，有 解得　vBm＝ 即vB的取值范

23、圍為　 當(dāng)vB＝時(shí)Em有最大值為Em1＝ 當(dāng)vB＝時(shí)，Em有最小值為Em2＝ a b M N O v0 P · · 6．如圖所示，光滑絕緣桿上套有兩個(gè)完全相同、質(zhì)量都是m的金屬小球a、b，a帶電量為q（q＞0），b不帶電。M點(diǎn)是ON的中點(diǎn)，且OM=MN=L，整個(gè)裝置放在與桿平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。開(kāi)始時(shí)，b靜止在桿上MN之間的某點(diǎn)P處，a從桿上O點(diǎn)以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)M點(diǎn)時(shí)速度為3v0/4，再到P點(diǎn)與b球相碰并粘合在一起（碰撞時(shí)間極短），運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。求： ⑴電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向； ⑵a、

24、b兩球碰撞中損失的機(jī)械能； ⑶a球碰撞b球前的速度v。 答案：⑴a球從O到M WOM= 得： 方向向左 ⑵設(shè)碰撞中損失的機(jī)械能為△E，對(duì)a、b球從O到N的全過(guò)程應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 -qE2L-△E=0- 則碰撞中損失的機(jī)械能為 △E== ⑶設(shè)a與b碰撞前后的速度分別為v、v′，則 mv=2mv’ 減少的動(dòng)能△E=-=  7．一玩具“火箭”由上下兩部分和一短而硬（即勁度系數(shù)很大）的輕質(zhì)彈簧構(gòu)成。上部分G1的質(zhì)量為m1，下部分G2的質(zhì)量為m2，彈簧夾

25、在G1與G2之間，與二者接觸而不固連。讓G1、G2壓緊彈簧，并將它們鎖定，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為已知的定值E0。通過(guò)遙控可解除鎖定，讓彈簧恢復(fù)至原長(zhǎng)并釋放彈性勢(shì)能，設(shè)這一釋放過(guò)程的時(shí)間極短?，F(xiàn)將玩具在一枯井的井口處從靜止開(kāi)始自由下落，撞擊井底（井足夠深）后以原速率反彈，反彈后當(dāng)玩具豎直向上運(yùn)動(dòng)到離井口深度為h的時(shí)刻解除鎖定。求 ⑴解除鎖定前瞬間，火箭的速度； ⑵解除鎖定后瞬間G1、G2的速度； ⑶若以井口處作為重力勢(shì)能的參考點(diǎn)，解除鎖定后G1的機(jī)械能會(huì)超過(guò)E0嗎？如能，請(qǐng)分析超過(guò)E0的條件。 答案：⑴v0 =　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

26、 ⑵解除鎖定前后，G1、G2動(dòng)量守恒 （m1+m2）v0 = m1v1 + m2v2 G1、G2能量守恒（m1+m2）v02 + E0 = m1v12 + m2v22 解得： v1 = ±（“－”舍去） v1 = ＋ v2 = ±（“＋”舍去） v2 = － 由題意知 m1v12 + m1gh ＞ E0

27、 解得：h ＞ 8．如圖所示，質(zhì)量為2kg的物塊A（可看作質(zhì)點(diǎn)），放在長(zhǎng)木板B的左端，B的質(zhì)量為1kg，可在水平面上無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩端各有一豎直擋板M、N，現(xiàn)A、B上相同的速度υ0 = 6m/s向左運(yùn)動(dòng)并與擋板M發(fā)生碰撞，B與M碰后速度立即變?yōu)榱悖?  但不與M粘連；A與M碰撞時(shí)沒(méi)有能量損失碰后立即返回向N板運(yùn)動(dòng)，且在與N板碰撞前，A、B能達(dá)到共同速度并且立即被鎖定，與N板碰撞后，A、B一起以原速反向運(yùn)動(dòng)，并且立即解除鎖定A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.1．通過(guò)計(jì)算求下列問(wèn)題： （1）A與擋板M能否發(fā)生第二次碰撞？ （2）A最終停在何處？ （3）A在B上一

28、共通過(guò)了多少路程？ 答案：(1)第一次碰撞后A以vO=6 m／s速度向右運(yùn)動(dòng)，B的初速度為0，與N板碰前達(dá)共同速度v1，則mA v0=(mA+mB)v1 v1=4m/s 系統(tǒng)克服阻力做功損失動(dòng)能 因與N板的碰撞沒(méi)有能量損失，A、B與N板碰后返回向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)A的動(dòng)能 因此，當(dāng)B先與M板碰撞停住后，A還有足夠能量克服阻力做功，并與M板發(fā)生第二次碰撞．所以A可以與擋板M發(fā)生第二次碰撞。 (2)設(shè)第i次碰后A的速度為vi，動(dòng)能為EAi，達(dá)到共同速度后A的速度為vi′動(dòng)能為EAi′ 同理可求 單程克服阻力做功 因此每次都可以返回到M板，景終?？吭贛板前。 (3)由(2)的討論可知，在每完成一個(gè)碰撞周期中損失的總能量均能滿足 (即剩余能量為) 其中用以克服阻力做功占損失總能量之比 碰撞中能量損失所占的比例 因此，當(dāng)初始A的總動(dòng)能損失完時(shí)，克服摩擦力做的總功為 所以S＝27/2＝13.5m