高三物理动量和能量问题下优秀课件.ppt

高三物理课件动量和能量问题下第1页，本讲稿共40页 专题解说专题解说一一.命题趋向与考点命题趋向与考点动量和能量的知识贯穿整个物理学动量和能量的知识贯穿整个物理学动量和能量的知识贯穿整个物理学动量和能量的知识贯穿整个物理学,从动量和能量的角度分析处理从动量和能量的角度分析处理从动量和能量的角度分析处理从动量和能量的角度分析处理问题是研究物理问题的一条重要的途径问题是研究物理问题的一条重要的途径问题是研究物理问题的一条重要的途径问题是研究物理问题的一条重要的途径,也是解决物理问题最重要也是解决物理问题最重要也是解决物理问题最重要也是解决物理问题最重要的思维方法之一的思维方法之一的思维方法之一的思维方法之一.本内容高考年年必考本内容高考年年必考本内容高考年年必考本内容高考年年必考,题型全面题型全面题型全面题型全面,选择题主要考查选择题主要考查选择题主要考查选择题主要考查动量的矢量性动量的矢量性动量的矢量性动量的矢量性,辨析辨析辨析辨析“动量和动能动量和动能动量和动能动量和动能”、“冲量与功冲量与功冲量与功冲量与功”的基本概念的基本概念的基本概念的基本概念;常常常常设置一个瞬间碰撞的情景设置一个瞬间碰撞的情景设置一个瞬间碰撞的情景设置一个瞬间碰撞的情景,用动量定理求变力的冲量用动量定理求变力的冲量用动量定理求变力的冲量用动量定理求变力的冲量;或求出平均力或求出平均力或求出平均力或求出平均力;或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值;计算题考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力计算题考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力计算题考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力计算题考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力.一般过程复杂、难度大、能力要求高一般过程复杂、难度大、能力要求高一般过程复杂、难度大、能力要求高一般过程复杂、难度大、能力要求高,经常是高考的压轴题经常是高考的压轴题经常是高考的压轴题经常是高考的压轴题.近几年近几年近几年近几年全国卷中学科间综合命题的渗透程度明显走低全国卷中学科间综合命题的渗透程度明显走低全国卷中学科间综合命题的渗透程度明显走低全国卷中学科间综合命题的渗透程度明显走低,以传统题目翻新的以传统题目翻新的以传统题目翻新的以传统题目翻新的学科内综合考查愈显突出学科内综合考查愈显突出学科内综合考查愈显突出学科内综合考查愈显突出.可以预见可以预见可以预见可以预见,动量守恒定律尤其与机械能守动量守恒定律尤其与机械能守动量守恒定律尤其与机械能守动量守恒定律尤其与机械能守恒、能量转化、电磁感应等相关知识的综合应用恒、能量转化、电磁感应等相关知识的综合应用恒、能量转化、电磁感应等相关知识的综合应用恒、能量转化、电磁感应等相关知识的综合应用,仍是今年高考不仍是今年高考不仍是今年高考不仍是今年高考不可回避的考查重点可回避的考查重点可回避的考查重点可回避的考查重点.考查的难点将集中于复杂物理过程的分析、动考查的难点将集中于复杂物理过程的分析、动考查的难点将集中于复杂物理过程的分析、动考查的难点将集中于复杂物理过程的分析、动量守恒条件的判定量守恒条件的判定量守恒条件的判定量守恒条件的判定,参与作用的物体系统参与作用的物体系统参与作用的物体系统参与作用的物体系统(研究对象研究对象研究对象研究对象)灵活选取等方灵活选取等方灵活选取等方灵活选取等方面面面面.第2页，本讲稿共40页力运动动量定理牛二定律动能定理冲量动量功动能动量守恒机械能守恒 专题解说专题解说二二.知识概要与方法知识概要与方法第3页，本讲稿共40页 专题解说专题解说二二.知识概要与方法知识概要与方法1.1.动量的变化及计算：动量的变化及计算：动量的变化及计算：动量的变化及计算：由于动量为矢量，由于动量为矢量，由于动量为矢量，由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则。则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则。则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则。则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则。若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算。可化矢量运算为代数运算。可化矢量运算为代数运算。可化矢量运算为代数运算。若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则。则。则。则。动量动量动量动量p p和动能和动能和动能和动能E Ek k都是描述物体运动状态的物理量，其数都是描述物体运动状态的物理量，其数都是描述物体运动状态的物理量，其数都是描述物体运动状态的物理量，其数量关系为：量关系为：量关系为：量关系为：2.2.冲量的计算方法：冲量的计算方法：冲量的计算方法：冲量的计算方法：恒力的冲量可用恒力的冲量可用恒力的冲量可用恒力的冲量可用I I I IFtFt求解。求解。求解。求解。方向不变，但大小方向不变，但大小方向不变，但大小方向不变，但大小 随时间线性变化的力的冲量可用随时间线性变化的力的冲量可用随时间线性变化的力的冲量可用随时间线性变化的力的冲量可用 求解。求解。求解。求解。第4页，本讲稿共40页 专题解说专题解说利用利用利用利用F Ft t图中的图中的图中的图中的“面积面积面积面积”求解。求解。求解。求解。用动量定理求解用动量定理求解用动量定理求解用动量定理求解 3.3.动量定理动量定理动量定理动量定理凡涉及到速度和时间的物理问题都可利用动量定理加以解凡涉及到速度和时间的物理问题都可利用动量定理加以解凡涉及到速度和时间的物理问题都可利用动量定理加以解凡涉及到速度和时间的物理问题都可利用动量定理加以解决，特别对于处理位移变化不明显的打击、碰撞类问题，决，特别对于处理位移变化不明显的打击、碰撞类问题，决，特别对于处理位移变化不明显的打击、碰撞类问题，决，特别对于处理位移变化不明显的打击、碰撞类问题，更具有其他方法无可替代的作用。更具有其他方法无可替代的作用。更具有其他方法无可替代的作用。更具有其他方法无可替代的作用。4.4.应用动量定理解题的思路和一般步骤为应用动量定理解题的思路和一般步骤为应用动量定理解题的思路和一般步骤为应用动量定理解题的思路和一般步骤为 明确研究对象和物理过程；明确研究对象和物理过程；明确研究对象和物理过程；明确研究对象和物理过程；分析研究对象在运动过程中的受力情况（找出所有力，分析研究对象在运动过程中的受力情况（找出所有力，分析研究对象在运动过程中的受力情况（找出所有力，分析研究对象在运动过程中的受力情况（找出所有力，画出力的示意图）；画出力的示意图）；画出力的示意图）；画出力的示意图）；选取正方向选取正方向选取正方向选取正方向,确定各力的冲量以及初、未状态的动量的确定各力的冲量以及初、未状态的动量的确定各力的冲量以及初、未状态的动量的确定各力的冲量以及初、未状态的动量的大小及正负；大小及正负；大小及正负；大小及正负；最后运用动量定理列方程、求解。最后运用动量定理列方程、求解。最后运用动量定理列方程、求解。最后运用动量定理列方程、求解。第5页，本讲稿共40页 专题解说专题解说5 5动量守恒定律动量守恒定律动量守恒定律动量守恒定律（1 1）动量守恒定律成立的条件）动量守恒定律成立的条件）动量守恒定律成立的条件）动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或者所受外力之和为零；系统不受外力或者所受外力之和为零；系统不受外力或者所受外力之和为零；系统不受外力或者所受外力之和为零；系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动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。量守恒。量守恒。量守恒。全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。动量守恒。动量守恒。动量守恒。（2 2）表达式：）表达式：）表达式：）表达式：即即即即 p p1 1+p p2 2=p p1 1/+p p2 2/,pp1 1+p+p2 2=0=0,pp1 1=-=-pp2 2,(3)(3)应用动量守恒定律解题的一般步骤：应用动量守恒定律解题的一般步骤：应用动量守恒定律解题的一般步骤：应用动量守恒定律解题的一般步骤：确定研究对象，选取研究过程；分析内力和外力的情况，确定研究对象，选取研究过程；分析内力和外力的情况，确定研究对象，选取研究过程；分析内力和外力的情况，确定研究对象，选取研究过程；分析内力和外力的情况，判断是否符合守恒条件；选定正方向，确定初、末状态的判断是否符合守恒条件；选定正方向，确定初、末状态的判断是否符合守恒条件；选定正方向，确定初、末状态的判断是否符合守恒条件；选定正方向，确定初、末状态的动量，最后根据动量守恒定律列议程求解。动量，最后根据动量守恒定律列议程求解。动量，最后根据动量守恒定律列议程求解。动量，最后根据动量守恒定律列议程求解。第6页，本讲稿共40页 专题解说专题解说(4)(4)在应用动量守恒定律时，除要注意定律适用条件的近在应用动量守恒定律时，除要注意定律适用条件的近在应用动量守恒定律时，除要注意定律适用条件的近在应用动量守恒定律时，除要注意定律适用条件的近似性、独立性、速度或动量的相对性、矢量性外，还要注似性、独立性、速度或动量的相对性、矢量性外，还要注似性、独立性、速度或动量的相对性、矢量性外，还要注似性、独立性、速度或动量的相对性、矢量性外，还要注意两物体相互作用时，尽管动量守恒，但动能不一定守恒，意两物体相互作用时，尽管动量守恒，但动能不一定守恒，意两物体相互作用时，尽管动量守恒，但动能不一定守恒，意两物体相互作用时，尽管动量守恒，但动能不一定守恒，在作用过程中没有其它形式的能转化为机械能时，作用后在作用过程中没有其它形式的能转化为机械能时，作用后在作用过程中没有其它形式的能转化为机械能时，作用后在作用过程中没有其它形式的能转化为机械能时，作用后物体系统的总机械能不应大于作用前的总机械能物体系统的总机械能不应大于作用前的总机械能物体系统的总机械能不应大于作用前的总机械能物体系统的总机械能不应大于作用前的总机械能.动量守恒定律是自然界中普通适用的规律，大到宇宙天体动量守恒定律是自然界中普通适用的规律，大到宇宙天体动量守恒定律是自然界中普通适用的规律，大到宇宙天体动量守恒定律是自然界中普通适用的规律，大到宇宙天体间的相互作用，小到微观粒子的相互作用，无不遵守动量间的相互作用，小到微观粒子的相互作用，无不遵守动量间的相互作用，小到微观粒子的相互作用，无不遵守动量间的相互作用，小到微观粒子的相互作用，无不遵守动量守恒定律，它是解决爆炸、碰撞、反冲及较复杂的相互作守恒定律，它是解决爆炸、碰撞、反冲及较复杂的相互作守恒定律，它是解决爆炸、碰撞、反冲及较复杂的相互作守恒定律，它是解决爆炸、碰撞、反冲及较复杂的相互作用的物体系统类问题的基本规律。用的物体系统类问题的基本规律。用的物体系统类问题的基本规律。用的物体系统类问题的基本规律。第7页，本讲稿共40页 专题聚焦专题聚焦1.1.动量定理和动量守恒定律的应用问题动量定理和动量守恒定律的应用问题动量定理和动量守恒定律的应用问题动量定理和动量守恒定律的应用问题 例例例例1.1.（0202全国理综全国理综全国理综全国理综）蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上）蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上）蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上）蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg60kg的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面3.2m3.2m高处自由下落，着网高处自由下落，着网高处自由下落，着网高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面后沿竖直方向蹦回到离水平网面后沿竖直方向蹦回到离水平网面后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m5.0m高处。已知运动员高处。已知运动员高处。已知运动员高处。已知运动员与网接触的时间为与网接触的时间为与网接触的时间为与网接触的时间为1.2s1.2s。若把在这段时间内网对运动员的。若把在这段时间内网对运动员的。若把在这段时间内网对运动员的。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（作用力当作恒力处理，求此力的大小。（作用力当作恒力处理，求此力的大小。（作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g g10m/s10m/s2 2）解答：解答：解答：解答：将运动员看作质量为将运动员看作质量为将运动员看作质量为将运动员看作质量为m m m m的质点，从的质点，从的质点，从的质点，从h h h h1 1 1 1高处下落，刚接高处下落，刚接高处下落，刚接高处下落，刚接触网时速度的大小触网时速度的大小触网时速度的大小触网时速度的大小v v v v1 1 1 1 （向下）（向下）（向下）（向下）弹跳后到达的高度为弹跳后到达的高度为弹跳后到达的高度为弹跳后到达的高度为h h h h2 2 2 2,刚离网时速度的大小刚离网时速度的大小刚离网时速度的大小刚离网时速度的大小v v v v2 2 2 2 （向上）（向上）（向上）（向上）根据动量定理：根据动量定理：根据动量定理：根据动量定理：(F-mg)t=mv(F-mg)t=mv(F-mg)t=mv(F-mg)t=mv2 2 2 2+mv+mv+mv+mv1 1 1 1 得：得：得：得：F F F Fmgmgmgmgm m m m 代入数据得：代入数据得：代入数据得：代入数据得：F F F F1.5101.5101.5101.5103 3 3 3N N N N 第8页，本讲稿共40页 专题聚焦专题聚焦例例例例2 2、发生在发生在发生在发生在20012001年的年的年的年的911911恐怖事件中，世贸中心双子恐怖事件中，世贸中心双子恐怖事件中，世贸中心双子恐怖事件中，世贸中心双子楼，被一架飞机楼，被一架飞机楼，被一架飞机楼，被一架飞机“轻松轻松轻松轻松”地摧毁，而双子楼却先后坍塌。地摧毁，而双子楼却先后坍塌。地摧毁，而双子楼却先后坍塌。地摧毁，而双子楼却先后坍塌。世贸的楼体是个钢架结构，两座楼的中间是个方柱子，一世贸的楼体是个钢架结构，两座楼的中间是个方柱子，一世贸的楼体是个钢架结构，两座楼的中间是个方柱子，一世贸的楼体是个钢架结构，两座楼的中间是个方柱子，一直从地下延伸到空中，每个层面有网络式的横条，鼠笼式直从地下延伸到空中，每个层面有网络式的横条，鼠笼式直从地下延伸到空中，每个层面有网络式的横条，鼠笼式直从地下延伸到空中，每个层面有网络式的横条，鼠笼式结构可以从钢度、强度上抗击结构可以从钢度、强度上抗击结构可以从钢度、强度上抗击结构可以从钢度、强度上抗击8 8级地震，级地震，级地震，级地震，1212级台风，级台风，级台风，级台风，7500 7500 t t的力，飞机充其量可把世贸的表皮撞破，不会伤害大楼的力，飞机充其量可把世贸的表皮撞破，不会伤害大楼的力，飞机充其量可把世贸的表皮撞破，不会伤害大楼的力，飞机充其量可把世贸的表皮撞破，不会伤害大楼的的筋骨，专家推断，筋骨的破坏是由于钢结构在燃料燃的的筋骨，专家推断，筋骨的破坏是由于钢结构在燃料燃的的筋骨，专家推断，筋骨的破坏是由于钢结构在燃料燃的的筋骨，专家推断，筋骨的破坏是由于钢结构在燃料燃烧中软化造成的，试根据下列数据证实上面的观点。烧中软化造成的，试根据下列数据证实上面的观点。烧中软化造成的，试根据下列数据证实上面的观点。烧中软化造成的，试根据下列数据证实上面的观点。波音波音波音波音767767飞机整体重飞机整体重飞机整体重飞机整体重150 t150 t，机身长，机身长，机身长，机身长150 m150 m，当时低空飞，当时低空飞，当时低空飞，当时低空飞行的巡航速度在行的巡航速度在行的巡航速度在行的巡航速度在500600km/h500600km/h，可视为，可视为，可视为，可视为150m/s150m/s，从电视，从电视，从电视，从电视画面看飞机没有穿透大楼，大楼宽不超过画面看飞机没有穿透大楼，大楼宽不超过画面看飞机没有穿透大楼，大楼宽不超过画面看飞机没有穿透大楼，大楼宽不超过100 m100 m，飞机在，飞机在，飞机在，飞机在楼内大约运行楼内大约运行楼内大约运行楼内大约运行50 m50 m。第9页，本讲稿共40页 专题聚焦专题聚焦解解解解:假设飞机在楼内匀减速为零，则假设飞机在楼内匀减速为零，则假设飞机在楼内匀减速为零，则假设飞机在楼内匀减速为零，则 由动量定理，由动量定理，由动量定理，由动量定理，FtFtFtFt=mv,mv,mv,mv,所以所以所以所以 即飞机撞击大楼的力为即飞机撞击大楼的力为即飞机撞击大楼的力为即飞机撞击大楼的力为3375 t3375 t3375 t3375 t，撞击力没有达到，撞击力没有达到，撞击力没有达到，撞击力没有达到7500 t7500 t7500 t7500 t，可见上述推断是正确的。可见上述推断是正确的。可见上述推断是正确的。可见上述推断是正确的。例例例例3.3.一个宇航员连同装备的总质量为一个宇航员连同装备的总质量为一个宇航员连同装备的总质量为一个宇航员连同装备的总质量为100kg,100kg,在空间跟飞船在空间跟飞船在空间跟飞船在空间跟飞船相距相距相距相距45 m45 m处相对飞船处于静止状态处相对飞船处于静止状态处相对飞船处于静止状态处相对飞船处于静止状态.他带着一个装有他带着一个装有他带着一个装有他带着一个装有0.5kg0.5kg氧气的贮气筒氧气的贮气筒氧气的贮气筒氧气的贮气筒,贮氧筒上有一个可以使氧气以贮氧筒上有一个可以使氧气以贮氧筒上有一个可以使氧气以贮氧筒上有一个可以使氧气以50 m/s50 m/s的速度喷出的喷嘴的速度喷出的喷嘴的速度喷出的喷嘴的速度喷出的喷嘴.宇航员必须向着跟返回方向相反的方宇航员必须向着跟返回方向相反的方宇航员必须向着跟返回方向相反的方宇航员必须向着跟返回方向相反的方向释放氧气才能回到飞船上去向释放氧气才能回到飞船上去向释放氧气才能回到飞船上去向释放氧气才能回到飞船上去,同时又必须保留一部分氧同时又必须保留一部分氧同时又必须保留一部分氧同时又必须保留一部分氧气供他在返回飞船的途中呼吸气供他在返回飞船的途中呼吸气供他在返回飞船的途中呼吸气供他在返回飞船的途中呼吸.已知宇航员呼吸的耗氧率已知宇航员呼吸的耗氧率已知宇航员呼吸的耗氧率已知宇航员呼吸的耗氧率为为为为2.5102.510-4-4kg/s,kg/s,试问试问试问试问:第10页，本讲稿共40页 专题聚焦专题聚焦 (1 (1）如果他在准备返回飞船的瞬时，释放）如果他在准备返回飞船的瞬时，释放）如果他在准备返回飞船的瞬时，释放）如果他在准备返回飞船的瞬时，释放0.15kg0.15kg的氧气，他能安全地回到飞船吗？请用计算说明你的氧气，他能安全地回到飞船吗？请用计算说明你的氧气，他能安全地回到飞船吗？请用计算说明你的氧气，他能安全地回到飞船吗？请用计算说明你的结论？的结论？的结论？的结论？(2)(2)宇航员安全返回到飞船的最长和最短时间分别为多少宇航员安全返回到飞船的最长和最短时间分别为多少宇航员安全返回到飞船的最长和最短时间分别为多少宇航员安全返回到飞船的最长和最短时间分别为多少?解析：解析：解析：解析：(1)(1)(1)(1)由于氧气的质童由于氧气的质童由于氧气的质童由于氧气的质童0.15kg0.15kg0.15kg0.15kg远小于总质远小于总质远小于总质远小于总质100kg100kg100kg100kg，因此，因此，因此，因此可认为氧气喷出后，总质量不变设释放可认为氧气喷出后，总质量不变设释放可认为氧气喷出后，总质量不变设释放可认为氧气喷出后，总质量不变设释放0.15kg0.15kg0.15kg0.15kg氧气后，氧气后，氧气后，氧气后，宇航员的速度为宇航员的速度为宇航员的速度为宇航员的速度为u,u,u,u,则根据动量守恒有则根据动量守恒有则根据动量守恒有则根据动量守恒有0=m0=m0=m0=m1 1 1 1v-Muv-Muv-Muv-Mu得：得：得：得：宇航员在返回飞船的过程中消耗的氧气为：宇航员在返回飞船的过程中消耗的氧气为：宇航员在返回飞船的过程中消耗的氧气为：宇航员在返回飞船的过程中消耗的氧气为：由于由于m m1 1+m+m2 2=0.3kgO.5kg,=0.3kgO.5kg,因此他能安全返回因此他能安全返回 第11页，本讲稿共40页 专题聚焦专题聚焦(2)(2)(2)(2)设喷出氧气质量为设喷出氧气质量为设喷出氧气质量为设喷出氧气质量为m m m m，则根据动量守恒有：，则根据动量守恒有：，则根据动量守恒有：，则根据动量守恒有：0=mv0=mvMuMu 宇航员返回消耗的氧气为宇航员返回消耗的氧气为宇航员返回消耗的氧气为宇航员返回消耗的氧气为 由于由于由于由于m+mm+mm+mm+m/mmmm0 0 0 0=0.5kg=0.5kg=0.5kg=0.5kg 由由由由式得：式得：式得：式得：m m m m2 2 2 2v v v vm m m m0 0 0 0vm+LRM0vm+LRM0vm+LRM0vm+LRM0解得：解得：0.05 kgm0.45kg0.05 kgm0.45kg 根据根据根据根据式及式及式及式及 得：得：当当当当m=0.05kgm=0.05kgm=0.05kgm=0.05kg时，可求得宇航员安全返回到飞船的最长时间时，可求得宇航员安全返回到飞船的最长时间时，可求得宇航员安全返回到飞船的最长时间时，可求得宇航员安全返回到飞船的最长时间为为为为t t t tmaxmax=1800 s=1800 s，当，当m=0.45kgm=0.45kg时可求得宇航员安全返回时可求得宇航员安全返回到飞船的最姐时间为到飞船的最姐时间为t=t=200s.200s.第12页，本讲稿共40页 专题聚焦专题聚焦例例例例4 4、如图所示、如图所示、如图所示、如图所示,在倾角为在倾角为在倾角为在倾角为 的光滑斜面上的光滑斜面上的光滑斜面上的光滑斜面上,将质量为将质量为将质量为将质量为MM的物的物的物的物块用细绳悬挂于块用细绳悬挂于块用细绳悬挂于块用细绳悬挂于0 0点点点点,绳长绳长绳长绳长0A0AL,L,物块静止于物块静止于物块静止于物块静止于A A点点点点.今有一今有一今有一今有一质量为质量为质量为质量为mm的子弹以水平速度的子弹以水平速度的子弹以水平速度的子弹以水平速度v v0 0射入物块内而不穿出射入物块内而不穿出射入物块内而不穿出射入物块内而不穿出.(1)v(1)v0 0至少多大，才能使物块在斜面上作圆周运动至少多大，才能使物块在斜面上作圆周运动至少多大，才能使物块在斜面上作圆周运动至少多大，才能使物块在斜面上作圆周运动?(2)(2)若子弹以上问中的最小速度射入物块时细绳断开，物块若子弹以上问中的最小速度射入物块时细绳断开，物块若子弹以上问中的最小速度射入物块时细绳断开，物块若子弹以上问中的最小速度射入物块时细绳断开，物块落地时沿落地时沿落地时沿落地时沿v v0 0方向移动的距离为方向移动的距离为方向移动的距离为方向移动的距离为s s，求，求，求，求A A点离水平面高度。点离水平面高度。点离水平面高度。点离水平面高度。(1)(1)(1)(1)设木块通过最高点的临界速度为设木块通过最高点的临界速度为设木块通过最高点的临界速度为设木块通过最高点的临界速度为v v v v1 1 1 1，则有：则有：则有：则有：解：解：解：解：设木块在最低点与子弹所具有的共同速度设木块在最低点与子弹所具有的共同速度设木块在最低点与子弹所具有的共同速度设木块在最低点与子弹所具有的共同速度为为为为v v v v，木块从最低点运动到最高点的过程，木块从最低点运动到最高点的过程，木块从最低点运动到最高点的过程，木块从最低点运动到最高点的过程中有：中有：中有：中有：2.动量与能量的综合应用动量与能量的综合应用第13页，本讲稿共40页 设子弹入射前的速度为设子弹入射前的速度为设子弹入射前的速度为设子弹入射前的速度为v v v v0 0 0 0，在子弹射入，在子弹射入，在子弹射入，在子弹射入木块的过程中有：木块的过程中有：木块的过程中有：木块的过程中有：mvmvmvmv0 0 0 0=(M+m)v=(M+m)v=(M+m)v=(M+m)v 联立上三式可解得所要求的最小速度为：联立上三式可解得所要求的最小速度为：联立上三式可解得所要求的最小速度为：联立上三式可解得所要求的最小速度为：木块在斜面上做类平抛运动时的加速度为：木块在斜面上做类平抛运动时的加速度为：木块在斜面上做类平抛运动时的加速度为：木块在斜面上做类平抛运动时的加速度为：由由由由(1)(1)(1)(1)、(2)(2)(2)(2)式得式得式得式得,木块在斜面上做类平抛运动的初速度木块在斜面上做类平抛运动的初速度木块在斜面上做类平抛运动的初速度木块在斜面上做类平抛运动的初速度为：为：为：为：木块在斜面上做类平抛运动的时间为：木块在斜面上做类平抛运动的时间为：木块在斜面上做类平抛运动的时间为：木块在斜面上做类平抛运动的时间为：木块沿斜面向下走过的距离为：木块沿斜面向下走过的距离为：木块沿斜面向下走过的距离为：木块沿斜面向下走过的距离为：木块在木块在木块在木块在A A A A点的水平高度为点的水平高度为点的水平高度为点的水平高度为h h h h为：为：为：为：h=dsin h=dsin h=dsin h=dsin 联立以上五式可解得：联立以上五式可解得：联立以上五式可解得：联立以上五式可解得：专题聚焦专题聚焦第14页，本讲稿共40页 图图图图中中中中，轻轻轻轻弹弹弹弹簧簧簧簧的的的的一一一一端端端端固固固固定定定定，另另另另一一一一端端端端与与与与滑滑滑滑块块块块B B B B相相相相连连连连，B B B B静静静静止止止止在在在在水水水水平平平平导导导导轨轨轨轨上上上上，弹弹弹弹簧簧簧簧处处处处在在在在原原原原长长长长状状状状态态态态。另另另另一一一一质质质质量量量量与与与与B B B B相相相相同同同同的的的的滑滑滑滑块块块块A A A A，从从从从导导导导轨轨轨轨上上上上的的的的P P P P点点点点以以以以某某某某一一一一初初初初速速速速度度度度向向向向B B B B滑滑滑滑行行行行，当当当当A A A A滑滑滑滑过过过过距距距距离离离离l l1 1时时时时，与与与与B B B B相相相相碰碰碰碰，碰碰碰碰撞撞撞撞时时时时间间间间极极极极短短短短，碰碰碰碰后后后后A A A A、B B B B紧紧紧紧贴贴贴贴在在在在一一一一起起起起运运运运动动动动，但但但但互互互互不不不不粘粘粘粘连连连连。已已已已知知知知最最最最后后后后A A A A恰恰恰恰好好好好返返返返回回回回出出出出发发发发点点点点P P P P并并并并停停停停止止止止。滑滑滑滑块块块块A A A A和和和和B B B B与与与与导导导导轨轨轨轨的的的的滑滑滑滑动动动动摩摩摩摩擦擦擦擦因因因因数数数数都都都都为为为为，运运运运动动动动过过过过程程程程中中中中弹弹弹弹簧簧簧簧最最最最大大大大形形形形变变变变量量量量为为为为l l l l2 2 ，重重力力加加速速度度为为g g，求求A A从从P P出出发时的初速度发时的初速度v v0 0。例例例例5 5(04(04年广西年广西年广西年广西)l2l1ABP 专题聚焦专题聚焦第15页，本讲稿共40页l2l1ABP 解：解：设设设设A A A A、B B B B质量均为质量均为质量均为质量均为m,Am,Am,Am,A刚接触刚接触刚接触刚接触B B B B时速度时速度时速度时速度为为为为v v v v1 1 1 1（碰前）（碰前）（碰前）（碰前）,由功能关系，由功能关系，由功能关系，由功能关系，碰撞过程中动量守恒碰撞过程中动量守恒碰撞过程中动量守恒碰撞过程中动量守恒,令碰后令碰后令碰后令碰后A A A A、B B B B共同运动的速度为共同运动的速度为共同运动的速度为共同运动的速度为v v v v2 2 2 2m vm v1 1 1 1=2m v=2m v2 2 (2)(2)(2)(2)碰后碰后碰后碰后A A A A、B B B B先一起向左运动先一起向左运动先一起向左运动先一起向左运动,接着接着接着接着A A A A、B B B B一起被弹回一起被弹回一起被弹回一起被弹回,在弹簧恢在弹簧恢在弹簧恢在弹簧恢复到原长时复到原长时复到原长时复到原长时,设设设设A A A A、B B B B的共同速度为的共同速度为的共同速度为的共同速度为v v v v3 3 3 3，在这过程中，弹簧，在这过程中，弹簧，在这过程中，弹簧，在这过程中，弹簧势能始末两态都为零，由功能关系，有势能始末两态都为零，由功能关系，有势能始末两态都为零，由功能关系，有势能始末两态都为零，由功能关系，有后后后后A A A A、B B B B开始分离，开始分离，开始分离，开始分离，A A A A单独向右滑到单独向右滑到单独向右滑到单独向右滑到P P P P点停下，点停下，点停下，点停下，由功能关系有由功能关系有由功能关系有由功能关系有由以上各式，解得由以上各式，解得由以上各式，解得由以上各式，解得 专题聚焦专题聚焦第16页，本讲稿共40页 例例例例6.(6.(6.(6.(00000000北北北北京京京京春春春春季季季季)云云云云室室室室处处处处在在在在磁磁磁磁感感感感应应应应强强强强度度度度为为为为B B B B的的的的匀匀匀匀强强强强磁磁磁磁场场场场中中中中,一一一一静静静静止止止止的的的的质质质质量量量量为为为为M M M M的的的的原原原原子子子子核核核核在在在在云云云云室室室室中中中中发发发发生生生生一一一一次次次次衰衰衰衰变变变变,粒粒粒粒子子子子的的的的质质质质量量量量为为为为m,m,m,m,电电电电量量量量为为为为q,q,q,q,其其其其运运运运动动动动轨轨轨轨迹迹迹迹在在在在与与与与磁磁磁磁场场场场垂垂垂垂直直直直的的的的平平平平面面面面内内内内.现现现现测测测测得得得得粒粒粒粒子子子子运运运运动动动动的的的的轨轨轨轨道道道道半半半半径径径径R,R,R,R,试试试试求求求求在在在在衰衰衰衰变变变变过过过过程程程程中中中中的的的的质质质质量量量量亏亏亏亏损损损损.(.(.(.(注注注注:涉涉涉涉及及及及动动动动量量量量问问问问题题题题时时时时,亏亏亏亏损损损损的的的的质质质质量可忽略不计量可忽略不计量可忽略不计量可忽略不计)解解解解:令令令令v v v v表示表示表示表示粒子的速度，由洛仑兹力和牛顿定律可得粒子的速度，由洛仑兹力和牛顿定律可得粒子的速度，由洛仑兹力和牛顿定律可得粒子的速度，由洛仑兹力和牛顿定律可得 qvB=mvqvB=mvqvB=mvqvB=mv2 2 2 2/R/R/R/R 令令令令V V V V表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因为亏损质量很小，可不予考虑，动量守恒时，因为亏损质量很小，可不予考虑，动量守恒时，因为亏损质量很小，可不予考虑，动量守恒时，因为亏损质量很小，可不予考虑，由动量守恒可知由动量守恒可知由动量守恒可知由动量守恒可知 （M M M Mm m m m）V=mvV=mvV=mvV=mv 专题聚焦专题聚焦第17页，本讲稿共40页 例例例例7 7 7 7 (04年全国理综年全国理综)如图示如图示如图示如图示,在一光滑的在一光滑的在一光滑的在一光滑的水平面上有两块相同的木板水平面上有两块相同的木板水平面上有两块相同的木板水平面上有两块相同的木板B B B B和和和和C,C,C,C,重物重物重物重物A(A(A(A(视为质点视为质点视为质点视为质点)位于位于位于位于B B B B的右端的右端的右端的右端,A,A,A,A、B B B B、C C C C的质量相等的质量相等的质量相等的质量相等,现现现现A A A A和和和和B B B B以同一速度滑向静止以同一速度滑向静止以同一速度滑向静止以同一速度滑向静止的的的的C.BC.BC.BC.B与与与与C C C C发生正碰发生正碰发生正碰发生正碰.碰后碰后碰后碰后B B B B和和和和C C C C粘在一起运动粘在一起运动粘在一起运动粘在一起运动,A,A,A,A在在在在C C C C上滑行上滑行上滑行上滑行,A,A,A,A与与与与C C C C有摩擦力有摩擦力有摩擦力有摩擦力,已知已知已知已知A A A A滑到滑到滑到滑到C C C C的右端而未掉下的右端而未掉下的右端而未掉下的右端而未掉下,试问试问试问试问:从从从从B B B B、C C C C发发发发生正碰到生正碰到生正碰到生正碰到A A A A刚移到刚移到刚移到刚移到C C C C右端期间右端期间右端期间右端期间,C,C,C,C所走过的距离是所走过的距离是所走过的距离是所走过的距离是C C C C板长度的板长度的板长度的板长度的多少倍多少倍多少倍多少倍?BCA解：解：解：解：设设设设A A A A、B B B B开始的同一速度为开始的同一速度为开始的同一速度为开始的同一速度为v v v v0 0 0 0，A A A A、B B B B、C C C C的质量为的质量为的质量为的质量为m m m m，C C C C板长度为板长度为板长度为板长度为 l l l lB B B B与与与与C C C C发生正碰时（发生正碰时（发生正碰时（发生正碰时（A A A A不参与）不参与）不参与）不参与），速度为，速度为，速度为，速度为v v v v1 1 1 1，BCv0Av1对对对对B B B B与与与与C C C C，由动量守恒定律，由动量守恒定律，由动量守恒定律，由动量守恒定律 mvmv0 0=2mv=2mv1 1 （1 1）v v1 1=v=v0 0/2/2 专题聚焦专题聚焦第18页，本讲稿共40页BCv0Av1 碰后碰后碰后碰后B B B B和和和和C C C C粘在一起运动，粘在一起运动，粘在一起运动，粘在一起运动，A A A A在在在在C C C C上滑行，由上滑行，由上滑行，由上滑行，由于摩擦力的作用，于摩擦力的作用，于摩擦力的作用，于摩擦力的作用，A A A A做匀减速运动，做匀减速运动，做匀减速运动，做匀减速运动，B B B B、C C C C做匀加速运动，做匀加速运动，做匀加速运动，做匀加速运动，最后达到共同速度最后达到共同速度最后达到共同速度最后达到共同速度v v v v2 2 2 2 ，BCAv2s+ls对三个物体整体：由动量守恒定律对三个物体整体：由动量守恒定律对三个物体整体：由动量守恒定律对三个物体整体：由动量守恒定律 2mv2mv0 0=3mv=3mv2 2 （2 2）v v2 2=2v=2v0 0/3/3对对A A，由动能定理，由动能定理f(s+l)=1/2mv22 2-1/2mv0 02 2=-5/18 mv=-5/18 mv02 （3 3）对对对对BCBCBCBC整体，由动能定理整