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23题 动量和能量观点的综合应用
动量和能量观点的应用
1.动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化.即I=Δp或Ft=Δp或Ft=p1-p2,它的表达式是一个矢量方程,即表示动量的变化方向与冲量的方向相同. 2.动量守恒定律:
(1)内容:一个系统不受外力或者所受合外力为零,这个系统的总动量保持不变.即:p1=p2或Δp1=-Δp2.
(2)条件:①系统不受外力或者所受外力的和为零;②系统所受外力远小于系统的内力,可以忽略不计;③系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒. 3.动能定理:
合外力做的功等于物体动能的变化.(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力,包括重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等).表达式为W=ΔEk或W总=Ek2-Ek1. 4.机械能守恒定律:
在只有重力(或弹簧弹力)做功时,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则系统机械能守恒.
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例1 如图1所示,竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对1
接,右边与一个足够高的光滑圆弧轨道平滑相连,木块A、B静
4置于光滑水平轨道上,A、B的质量分别为1.5kg和0.5kg.现让A以6m/s的速度水平向左运动,之后与墙壁碰撞,碰撞的时间为0.3 s,碰后的速度大小变为4 m/s.当A与B碰撞后会立即粘在一起运动,g取10m/s2,求:
图1
(1)在A与墙壁碰撞的过程中,墙壁对A的平均作用力的大小; (2)A、B滑上圆弧轨道的最大高度.
动量和能量综合题的解题思路
1.仔细审题,把握题意
在读题的过程中,必须仔细、认真,要收集题中的有用信息,弄清物理过程,建立清晰的物理情景,充分挖掘题中的隐含条件,不放过任何一个细节.
2.确定研究对象,进行受力分析和运动分析
有的题目可能会有多个研究对象,研究对象确定后,必须对它进行受力分析和运动分析,明确其运动的可能性. 3.思考解题途径,正确选用规律
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根据物体的受力情况和运动情况,选择与它相适应的物理规律及题中给予的某种等量关系列方程求解. 4.检查解题过程,检验解题结果
检查过程并检验结果是否符合题意以及是否符合实际情况. 变式题组
1.如图2所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下进入水平面,在坡道末端O点无机械能损失.现将轻弹簧的一端固定在M处的墙上,另一端与质量为m2的物块B相连.A从坡道上滑下来后与B碰撞的时间极短,碰后A、B结合在一起共同压缩弹簧.各处摩擦不计,重力加速度为g,求:
图2
(1)A在与B碰撞前瞬时速度v的大小; (2)A与B碰后瞬间的速度v′的大小; (3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep.
2.如图3所示,光滑水平面上有一具有光滑曲面的静止滑块B,可视为质点的小球A从B的曲面上离地面高为h处由静止释放,且A可以平稳地由B的曲面滑至水平地面.已知A的质量为m,
B的质量为3m,重力加速度为g,试求:
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