高三二轮专题复习:动量守恒定律应用(二)综合计算高中物理公开课课件.pptx
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- 关 键 词:
- 二轮 专题 复习 动量 守恒定律 应用 综合 计算 高中物理 公开 课件
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1、动量守恒应用专题(二)动量和能量是高考中的必考知识点,考查题型多样,考查角度多变,大部分试题经常与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动、电磁学、原子物理等知识点相互联系综合出题。这类题的物理情境新颖,联系实际密切,综合性强,对学生的分析综合能力、推理能力和利用数学工具解决物理问题的能力要求较高,常常需要将动量知识和机械能知识结合起来考虑。解析解析解决此类题关键要做好“五选择”(1)当物体受到恒力作用发生运动状态的改变而且又涉及时间时,一般选择用动力学方法解题。(2)当涉及细节并要求分析力时,一般选择牛顿运动定律,对某一时刻的问题进行求解。(3)当涉及多个物体及时间时,一般考虑动量定理、动量守恒定律
2、。(4)当涉及功、能和位移时,一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题,题目中出现相对位移时,应优先选择能量守恒定律。(5)复杂问题一般需综合应用能量的观点、运动与力的观点解题。tvvtvat0txvvt2匀变速直线运动规律匀变速直线运动规律 速度公式:位移公式:位移速度公式:平均速度公式:=V中间时刻uNf F合=ma牛顿运动定律和运动学公式1、(2018全国卷)汽车A在水平冰雪路面上行驶,驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了4.5 m,A车向前滑动了2.0 m,已知A和B的质
3、量分别为2.0103 kg和1.5103 kg,两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小g10 m/s2。求:(1)碰撞后的瞬间B车速度的大小;(2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。题型一:动量守恒定律与能量的综合应用模动量守恒定律与能量的综合应用模型型(碰撞类)(利用牛顿运动定律和运动学公式解题)试题分析:两车碰撞过程动量守恒,碰后两试题分析:两车碰撞过程动量守恒,碰后两车受到摩车受到摩擦力的作擦力的作用(恒力)做用(恒力)做匀匀减速运动减速运动,利,利用运动学公式可以求得碰后的速度,然后在计算碰前用运动学公式可以求得碰后的速度,然后在
4、计算碰前A A车的速度车的速度.解:(1)设B车质量为mB,碰后加速度大小为aB,根据牛顿第二定律有 mBgmBaB (是汽车与路面间的动摩擦因数)是汽车与路面间的动摩擦因数)设碰撞后瞬间设碰撞后瞬间B B车速度的大小为车速度的大小为v vB B,碰撞后滑行的距离为,碰撞后滑行的距离为s sB B。由运。由运动学公式有动学公式有v vB B222a2aB Bs sB B联立式并利用题给数据得联立式并利用题给数据得v vB B3.0 m/s3.0 m/s题型一:动量守恒定律与能量的综合应用模动量守恒定律与能量的综合应用模型型(碰撞类)(利用牛顿运动定律和运动学公式解题)联立式并利用题给数据得联立
5、式并利用题给数据得v vA A4.25 m/s4.25 m/s。(2)(2)设设A A车的质量为车的质量为m mA A,碰后加速度大小为,碰后加速度大小为a aA A。根据牛顿第二定律有。根据牛顿第二定律有mmA Ag gm mA Aa aA A设碰撞前瞬间设碰撞前瞬间A A车速度的大小为车速度的大小为v vA A,两车在碰撞过程中动量守恒,有,两车在碰撞过程中动量守恒,有m mA Av vA Am mA Av vA Am mB Bv vB B题型一:动量守恒定律与能量的综合应用模动量守恒定律与能量的综合应用模型型(碰撞类)设碰撞后瞬间设碰撞后瞬间A A车速度的大小为车速度的大小为v vA A
6、,碰撞后滑行的距离为,碰撞后滑行的距离为s sA A。由运。由运动学公式有动学公式有v vA A2 22a2aA As sA A(利用牛顿运动定律和运动学公式解题)21222121mvmvW末状态动能末状态动能 初状态动能初状态动能所有外力做功之和)合力所做的功等于物体动能的变化机械能守恒定律机械能守恒定律机械能的总量保持不变机械能的总量保持不变只有重力或弹力对物体做功只有重力或弹力对物体做功1EE 22222112121mvmghmvmgh动能定理、机械能守恒定律2 2.(2014.(2014北京卷北京卷)如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相如图所示,竖直平面内的四分之一圆
7、弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块切,小滑块A A和和B B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点现将分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点现将A A无初速释放,无初速释放,A A与与B B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动已知圆弧轨道光滑,半径碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动已知圆弧轨道光滑,半径R R0.2 m0.2 m;A A和和B B的质量相等;的质量相等;A A和和B B整体与桌面之间的动摩擦因数整体与桌面之间的动摩擦因数0.2.0.2.重力加速度重力加速度g g取取10 m/s2.10 m/s2.求:求:(1)(1)碰撞前瞬间碰撞前瞬间A A的速率的速率v v;(2)(2)碰撞后瞬间碰撞后
8、瞬间A A和和B B整体的速率整体的速率vv;(3)A(3)A和和B B整体在桌面上滑动的距离整体在桌面上滑动的距离L L.题型一:动量守恒定律与能量的综合应用模动量守恒定律与能量的综合应用模型(型(碰撞类)(利用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题)试题分析:(1)A到B的过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出碰撞前A的速度。(2)A、B碰撞的过程中动量守恒,根据动量守恒定律求出碰撞后整体的速率。(3)对AB整体运用动能定理,求出AB整体在桌面上滑动的距离。题型一:动量守恒定律与能量的综合应用模动量守恒定律与能量的综合应用模型(型(碰撞类)(利用动能定理、机
9、械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题)(3)根据动能定理有 (2m)v2(2m)gL解得A和B整体沿水平桌面滑动的距离 L=0.25 m解:解:设滑块的质量为设滑块的质量为m.m.(1)(1)根据机械能守恒定律有根据机械能守恒定律有 mgR mgR mv mv2 221解得碰撞前瞬间解得碰撞前瞬间A A的速率有的速率有v v =2m/s=2m/sgR2(2)(2)根据动量守恒定律根据动量守恒定律 有有 mv mv2mv2mv解得碰撞后瞬间A和B整体的速率 v v1 m/s.212121g2 v题型一:动量守恒定律与能量的综合应用模动量守恒定律与能量的综合应用模型(型(碰撞类)(利用动能定理
10、、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题)3 3、(、(20192019全国全国1 1)竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平)竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接,小物块滑连接,小物块B B静止于水平轨道的最左端,如图(静止于水平轨道的最左端,如图(a a)所示。)所示。t=0t=0时刻,小物块时刻,小物块A A在倾在倾斜轨道上从静止开始下滑,一段时间后与斜轨道上从静止开始下滑,一段时间后与B B发生弹性碰撞(碰撞时间极短);当发生弹性碰撞(碰撞时间极短);当A A返回返回到倾斜轨道上的到倾斜轨道上的P P点(图中未标出)时,速度减为点(图
11、中未标出)时,速度减为0 0,此时对其施加一外力,使其在倾,此时对其施加一外力,使其在倾斜轨道上保持静止。物块斜轨道上保持静止。物块A A运动的运动的v-tv-t图像如图(图像如图(b b)所示,图中的)所示,图中的v1v1和和t1t1均为未知量。均为未知量。已知已知A A的质量为的质量为m m,初始时,初始时A A与与B B的高度差为的高度差为H H,重力加速度大小为,重力加速度大小为g g,不计空气阻力。,不计空气阻力。(1 1)求物块)求物块B B的质量;的质量;(2 2)在图()在图(b b)所描述的整个运动过程中,求物块)所描述的整个运动过程中,求物块A A克服摩擦力所做的功;克服摩
12、擦力所做的功;(3 3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等,在物块)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等,在物块B B停止运动后,改变物块与轨停止运动后,改变物块与轨道间的动摩擦因数,然后将道间的动摩擦因数,然后将A A从从P P点释放,一段时间后点释放,一段时间后A A刚好能与刚好能与B B再次碰上。求改变前再次碰上。求改变前面动摩擦因数的比值。面动摩擦因数的比值。解析解析解解:(1)物块A和物块B发生碰撞后一瞬间的速度分别为vA、vB,弹性碰撞瞬间,动量守恒,机械能守恒,即:mv1=mvA+mBvB mv12=mvA2+mBvB2212121联立方程解得:1BABmmvvmm12BBmv
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