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1、章末總結(jié)提高 1在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理過(guò)程時(shí),必須注意到一般這些過(guò)程中均隱含著系統(tǒng)中有機(jī)械能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化例如碰撞過(guò)程,機(jī)械能一定不會(huì)增加;爆炸過(guò)程,一定有化學(xué)能(或內(nèi)能)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;繩繃緊時(shí)動(dòng)能一定有損失對(duì)于上述問(wèn)題,作用時(shí)間一般極短,遵守動(dòng)量守恒定律 2動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的區(qū)別:動(dòng)量定理表明力對(duì)時(shí)間的積累效果,動(dòng)能定理表明力對(duì)空間的積累效果動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式、動(dòng)能定理的表達(dá)式是標(biāo)量式涉及力F和時(shí)間t,應(yīng)用動(dòng)量定理;涉及力F和位移s,應(yīng)用動(dòng)能定理3動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的區(qū)別:守恒的條件不同系統(tǒng)的動(dòng)量守恒條件是系統(tǒng)不受外力或者所受外力的合力為零;系統(tǒng)的機(jī)
2、械能守恒條件則是除重力、彈簧的彈力外其它力都不做功受力分析的出發(fā)點(diǎn)不同在應(yīng)用動(dòng)量守恒定律處理問(wèn)題時(shí)著重分析系統(tǒng)的合外力是否為零,不管其是否做功;而在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律處理問(wèn)題時(shí),則 著重分析除重力、彈簧的彈力做功外,是否有其他力做功,而不管其合外力是否為零列方程的注意點(diǎn)不同列動(dòng)量守恒方程時(shí)首先要確定動(dòng)量的正方向,動(dòng)量守恒的方程是矢量式;列機(jī)械能守恒方程時(shí)首先要確定初末狀態(tài)的機(jī)械能或相互作用物體機(jī)械能的變化,機(jī)械能守恒方程是標(biāo)量式 4碰撞是現(xiàn)實(shí)生活和科技中經(jīng)常遇到的問(wèn)題,處理碰撞問(wèn)題的原則是:由于碰撞時(shí)間很短,物體位移可忽略,即原地碰撞在碰撞瞬間,內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒碰后系統(tǒng)的動(dòng)能
3、一定小于等于碰前系統(tǒng)的動(dòng)能,即動(dòng)能不增加物體的速度大小、方向應(yīng)符合實(shí)際情況追擊碰撞前,后面物體的速度大于前面物體的速度;碰撞后如果兩物體仍向原方向運(yùn)動(dòng),后面物體的速度應(yīng)小于或等于前面物體的速度 1. (2011北京)如圖所示,用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系 A小球開(kāi)始釋放高度hB小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)量平拋射程O(píng)P.然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m
4、2相碰,并多次重復(fù)接下來(lái)要完成的必要步驟是 .(填選項(xiàng)前的符號(hào))ADE或DEA或DAE實(shí)驗(yàn)中,直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的但是,可以通過(guò)僅測(cè)量 (填選項(xiàng)前的符號(hào)),間接地解決這個(gè)問(wèn)題C A用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量ml、m2B測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度hC測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HD分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE測(cè)量平拋射程O(píng)M,ON若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示為 (用中測(cè)量的量表示);若碰撞是彈性碰撞,那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為 (用中測(cè)量的量表示)m1OMm2ONm1OPm 1OM2m2ON2m1OP2 經(jīng)測(cè)定,m145.0 g,m27.5 g,小球落地點(diǎn)的平均
5、位置距O點(diǎn)的距離如圖所示碰撞前、后m1的動(dòng)量分別為p1與p1,則p1 p1 11;若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為p2,則p1 p211 .14 2.9有同學(xué)認(rèn)為,在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì),其它條件不變,可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大請(qǐng)你用中已知的數(shù)據(jù),分析和計(jì)算出被碰小球m 2平拋運(yùn)動(dòng)射程O(píng)N的最大值為 cm.76.81.01 2(2011海南)一質(zhì)量為2 m的物體P靜止于光滑水平地面上,其截面如圖所示圖中ab為粗糙的水平面,長(zhǎng)度為L(zhǎng);bc為一光滑斜面,斜面和水平面通過(guò)與ab和bc均相切的長(zhǎng)度可忽略的光滑圓弧連接現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng),在斜面上上升的最
6、大高度為h,返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體P相對(duì)靜止重力加速度為g.求(1)木塊在ab段受到的摩擦力f;(2)木塊最后距a點(diǎn)的距離s. 3(2011全國(guó)理綜)如圖,ABC三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m.置于光滑的水平面上,BC之間有一輕質(zhì)彈簧,彈簧的兩端與木塊接觸而不固連,將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把BC緊連,使彈簧不能伸展,以至于BC可視為一個(gè)整體,現(xiàn)A以初速v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動(dòng),與B相碰并粘合在一起,以后細(xì)線突然斷開(kāi),彈簧伸展,從而使C與A、B分離,已知C離開(kāi)彈簧后的速度恰為v 0,求彈簧釋放的勢(shì)能 4(2011山東)如圖所示,甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10 m、12 m,
7、兩船沿同一直線同一方向運(yùn)動(dòng),速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞,乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船,甲船上的人將貨物接住,求拋出貨物的最小速度(不計(jì)水的阻力) 【解析】設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin,拋出貨物后船的速度為v1,甲船上的人接到貨物后船的速度為v2,由動(dòng)量守恒定律得12mv011mv1mvmin 10m2v0mvmin11mv2 為避免兩船相撞應(yīng)滿足v1v2 聯(lián)立式得v min4v0 5(2012全國(guó)新課標(biāo))如圖,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
8、向之間的最大偏角為60.忽略空氣阻力,求:(1)兩球a、b的質(zhì)量之比;(2)兩球在碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能與球b在碰前的最大動(dòng)能之比 6(2012山東)光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA3m、mBmCm,開(kāi)始時(shí)B、C均靜止,A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),A與B碰撞后分開(kāi),B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起,此后,A與B間的距離保持不變求B與C碰撞前B的速度大小 7(2012廣東)如圖(a)所示的裝置中,小物塊A、B質(zhì)量均為m,水平面上PQ段長(zhǎng)為l,與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,其余段光滑初始時(shí),擋板上的輕質(zhì)彈簧處于原長(zhǎng);長(zhǎng)為r的連桿位于圖中虛線位置;A緊靠滑桿(A、B間距大于2r)隨后,連桿以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)滑桿作水平運(yùn)動(dòng),滑桿的速度時(shí)間圖象如圖(b)所示A在滑桿推動(dòng)下運(yùn)動(dòng),并在脫離滑桿后與靜止的B發(fā)生完全非彈性碰撞 (1)求A脫離滑桿時(shí)的速度v0,及A與B碰撞過(guò)程的機(jī)械能損失E.(2)如果AB不能與彈簧相碰,設(shè)AB從P點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)停止所用的時(shí)間為t1,求的取值范圍,及t1與的關(guān)系式(3)如果AB能與彈簧相碰,但不能返回到P點(diǎn)左側(cè),設(shè)每次壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為Ep,求的取值范圍,及Ep與的關(guān)系式(彈簧始終在彈性限度內(nèi))