研究动力学问题的三个.ppt

第六章第六章动动量量第三第三节节研究研究动动力学力学问题问题的三个的三个 基本基本观观点点第六章第六章动动量量基基础础梳梳理理自自学学导导引引一、一、动动力学的知力学的知识识体系体系动动力力学学研研究究的的是是物物体体的的_情情况况与与_情情况况的的关关系系以以三三条条线线索索(包包括括五五条条重重要要规规律律)为为纽纽带带建建立立联联系系，可用下面的框可用下面的框图图表示：表示：受力受力运运动动第六章第六章动动量量二、解决动力学问题的三个基本观点二、解决动力学问题的三个基本观点第六章第六章动动量量1力的力的观观点点_定律定律结结合合_公式，是公式，是解决力学解决力学问题问题的基本思路和方法，此的基本思路和方法，此种方法往往求得的是种方法往往求得的是_关系关系利用此种方法解利用此种方法解题题必必须须考考虑虑_的的细节细节中学只能用中学只能用于匀于匀变变速运速运动动(包括直包括直线线和曲和曲线线运运动动)，对对于一般的于一般的变变加速运加速运动动不作要求不作要求牛牛顿顿运运动动运运动动学学瞬瞬时时运运动动状状态态改改变变第六章第六章动动量量2动动量的量的观观点点动动 量量 观观 点点 主主 要要 包包 括括 动动 量量 定定 理理 和和_定律定律3能量的能量的观观点点能量能量观观点主要包括点主要包括_定理和定理和_定律定律动动量守恒量守恒动动能能能量守恒能量守恒第六章第六章动动量量动动量的量的观观点和能量的点和能量的观观点研究的是点研究的是_或或_经经历历的的过过程程中中状状态态的的改改变变，它它不不要要求求对对过过程程细细节节深深入入研研究究，关关心心的的是是运运动动状状态态的的变变化化，只只要要求求知知道道过过程程的的始始末末状状态态动动量量、动动能能和和力力在在过过程程中中的的冲冲量量和和功功，即即可可对对问问题题求解求解物体物体系系统统第六章第六章动动量量三、力学规律的选用原则三、力学规律的选用原则1如果要列出各物理量在某一时刻的如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律关系式，可用牛顿第二定律2研究某一物体受到力的持续作用而研究某一物体受到力的持续作用而发生运动状态改变时，一般用动量定发生运动状态改变时，一般用动量定理理(涉及时间的问题涉及时间的问题)或动能定理或动能定理(涉及涉及位移的问题位移的问题)去解决问题去解决问题第六章第六章动动量量3若研究的对象为一物体系统，且它若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用两个守恒们之间有相互作用，一般用两个守恒定律去解决问题，但须注意研究的问定律去解决问题，但须注意研究的问题是否满足守恒的条件题是否满足守恒的条件4在涉及相对位移问题时优先考虑能在涉及相对位移问题时优先考虑能量守恒定律，即用系统克服摩擦力所量守恒定律，即用系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，做的总功等于系统机械能的减少量，第六章第六章动动量量也即转变为系统内能的量也即转变为系统内能的量5在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理过程时，必须注意到一般这些等物理过程时，必须注意到一般这些过程中均隐含有系统机械能与其他形过程中均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化这种问题由于作式能量之间的转化这种问题由于作用时间都极短，故动量守恒定律一般用时间都极短，故动量守恒定律一般能派上大用场能派上大用场第六章第六章动动量量要要点点透透析析直直击击高高考考一、力的观点解决动力学问题一、力的观点解决动力学问题1观点内涵观点内涵牛顿运动定律结合运动学公式来分析力牛顿运动定律结合运动学公式来分析力学问题，称之为力与运动的观点简称学问题，称之为力与运动的观点简称力的观点，它是解决动力学问题的基本力的观点，它是解决动力学问题的基本方法方法第六章第六章动动量量2适用情况适用情况主要用于分析力与加速度的瞬时对应关主要用于分析力与加速度的瞬时对应关系，分析物体的运动情况，主要研究匀系，分析物体的运动情况，主要研究匀变速直线运动、匀变速曲线运动以及圆变速直线运动、匀变速曲线运动以及圆周运动中力和加速度的关系周运动中力和加速度的关系3使用方法使用方法确定研究对象，做好受力分析和运动过确定研究对象，做好受力分析和运动过第六章第六章动动量量程分析，以加速度为桥梁建立力和运程分析，以加速度为桥梁建立力和运动量间的关系要求必须考虑运动过动量间的关系要求必须考虑运动过程的细节，即力和加速度的瞬时对应程的细节，即力和加速度的瞬时对应关系关系4因果关系因果关系力是产生加速度的原因，即力是速度力是产生加速度的原因，即力是速度改变的原因，或力是运动状态改变的改变的原因，或力是运动状态改变的第六章第六章动动量量原因，这是一种瞬时对应关系，也是一原因，这是一种瞬时对应关系，也是一种矢量关系，其规律是牛顿第二定律，种矢量关系，其规律是牛顿第二定律，Fma.第六章第六章动动量量特特别别提醒：提醒：(1)此此类问题类问题除了涉及受力除了涉及受力和运和运动过动过程之外，也可能涉及程之外，也可能涉及动动量及量及能量能量问题问题.(2)应应用牛用牛顿顿运运动动定律及运定律及运动动学公式学公式时时，应应考考虑过虑过程程细节细节；应应用用动动量守量守恒、能量守恒恒、能量守恒时时,只涉及初、末状只涉及初、末状态态.第六章第六章动动量量二、动量观点解决动力学问题二、动量观点解决动力学问题1观点内涵观点内涵利用动量定理、动量守恒定律来分析利用动量定理、动量守恒定律来分析解决动力学问题解决动力学问题,称之为动量的观点称之为动量的观点,它它是从动量角度来分析问题的是从动量角度来分析问题的第六章第六章动动量量2适用情况适用情况常用于单个物体或物体系的受力与时常用于单个物体或物体系的受力与时间问题，题目中没有涉及加速度和位间问题，题目中没有涉及加速度和位移，特别用于打击、碰撞、爆炸、反移，特别用于打击、碰撞、爆炸、反冲等一类问题时，该类问题作用时间冲等一类问题时，该类问题作用时间短、作用力变化快，故常用动量定理短、作用力变化快，故常用动量定理或动量守恒定律求解，该方法不用考或动量守恒定律求解，该方法不用考虑过程的细节虑过程的细节第六章第六章动动量量3使用方法使用方法(1)对动量定理：确定研究对象，做好对动量定理：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，选取正方向，受力分析和过程分析，选取正方向，明确合外力的冲量及初末动量的大小明确合外力的冲量及初末动量的大小和方向和方向(正、负正、负)，最后列动量定理方程，最后列动量定理方程求解求解第六章第六章动动量量(2)对动量守恒定律：确定研究对象，对动量守恒定律：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，判断是否做好受力分析和过程分析，判断是否符合动量守恒的三种情况，选取正方符合动量守恒的三种情况，选取正方向，明确初末状态动量的大小和方向向，明确初末状态动量的大小和方向(正、负正、负)，最后列动量守恒定律方程求，最后列动量守恒定律方程求解解第六章第六章动动量量4因果关系因果关系力对时间的累积效应力对时间的累积效应(即冲量即冲量)是物体动是物体动量改变的原因量改变的原因.这是一种过程关系这是一种过程关系,也是也是一种矢量关系其规律是动量定理一种矢量关系其规律是动量定理Ftp2p1.第六章第六章动动量量特特别别提醒：提醒：对对于于单单个物体，只能用个物体，只能用动动量定理，而不能用量定理，而不能用动动量守恒定律；量守恒定律；对对于系于系统发统发生相互作用生相互作用时时，可先考，可先考虑虑是是否否动动量守恒量守恒.第六章第六章动动量量三、能量观点解决动力学问题三、能量观点解决动力学问题1观点内涵观点内涵利用动能定理、机械能守恒定律、能利用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律来分析动力学问题，称之量守恒定律来分析动力学问题，称之为能量的观点，它是从能量角度来分为能量的观点，它是从能量角度来分析问题的析问题的第六章第六章动动量量2适用情况适用情况常用于单个物体或物体系的受力和位常用于单个物体或物体系的受力和位移问题，题目中没有涉及加速度和时移问题，题目中没有涉及加速度和时间，无论恒力做功，还是变力做功，间，无论恒力做功，还是变力做功，不管直线、曲线，动能定理均适用不管直线、曲线，动能定理均适用当只有动能、势能相互转化时，用机当只有动能、势能相互转化时，用机械能守恒定律；当有除机械能以外的械能守恒定律；当有除机械能以外的第六章第六章动动量量其他能量存在时，用能量的转化和守其他能量存在时，用能量的转化和守恒定律该观点也不用考虑细节恒定律该观点也不用考虑细节3使用方法使用方法(1)对动能定理：确定研究对象，做好对动能定理：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，判断哪些力做受力分析和过程分析，判断哪些力做功、哪些力不做功，哪些力做正功、功、哪些力不做功，哪些力做正功、哪些力做负功确定总功及初末状态哪些力做负功确定总功及初末状态第六章第六章动动量量物体的动能物体的动能,最后列动能定理方程求解最后列动能定理方程求解(2)对机械能守恒定律对机械能守恒定律:确定研究对象确定研究对象,做好做好受力分析和过程分析，判断是否符合机受力分析和过程分析，判断是否符合机械能守恒的适用情况和使用条件选取械能守恒的适用情况和使用条件选取初末状态并确定初末状态机械能，最后初末状态并确定初末状态机械能，最后列机械能守恒定律方程求解列机械能守恒定律方程求解第六章第六章动动量量(3)对能量的转化和守恒定律：确定研对能量的转化和守恒定律：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，究对象，做好受力分析和过程分析，明确有哪些力做功，做功的结果导致明确有哪些力做功，做功的结果导致了什么能向什么能转化，然后建立了什么能向什么能转化，然后建立E增增E减减的关系并求解讨论的关系并求解讨论第六章第六章动动量量4因果关系因果关系力对空间的累积效应力对空间的累积效应(即功即功)是物体动能是物体动能改变的原因，这是一种过程关系，也改变的原因，这是一种过程关系，也是一种标量关系其规律是动能定理是一种标量关系其规律是动能定理W合合Ek2Ek1.第六章第六章动动量量特特别别提醒：提醒：利用以上三大利用以上三大观观点分析点分析题题目，各有所目，各有所长长，选择选择合适的合适的规规律是重律是重中之重中之重.一般情况下若是多个物体一般情况下若是多个物体组组成成的系的系统统，优优先考先考虑虑两个守恒定律，并两个守恒定律，并且且经经常交叉使用；若是常交叉使用；若是单单个物体，宜个物体，宜选选用用动动量定理或量定理或动动能定理能定理;涉及涉及时间时间,选选用用动动量定理；涉及位移，量定理；涉及位移，选选用用动动能定能定理；涉及加速度理；涉及加速度,选选用牛用牛顿顿第二定律第二定律.第六章第六章动动量量题题型型探探究究讲讲练练互互动动 地面上固定着一个倾角为地面上固定着一个倾角为37的的足够长的斜面，有一个物体从斜面底足够长的斜面，有一个物体从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动，端以一定的初速度沿斜面向上运动，当物体返回底端时，其速率变为初速当物体返回底端时，其速率变为初速题型题型1 1力的观点解决动力学问题力的观点解决动力学问题例例1第六章第六章动动量量度的一半，求物体与斜面之间的动摩度的一半，求物体与斜面之间的动摩擦因数擦因数【思思路路点点拨拨】物物体体在在上上滑滑过过程程和和下下滑滑过过程程均均做做匀匀变变速速直直线线运运动动，因因此此解解答答时时可可利利用用运运动动学学公公式式、动动量量定定理理、动动能定理三种不同的方式列式解答能定理三种不同的方式列式解答第六章第六章动动量量【解析解析】法一：法一：应应用牛用牛顿顿第二定律第二定律和运和运动动学公式学公式选选物体物体为为研究研究对对象，象，设设物体的初速度物体的初速度为为v0,沿斜面上升沿斜面上升时时的加速度的加速度为为a上上，沿，沿斜面上升的最大位移斜面上升的最大位移为为s，根据牛，根据牛顿顿第第二定律和匀二定律和匀变变速直速直线线运运动动的公式，有的公式，有第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量【答案答案】0.45【规规律律总总结结】同同一一个个力力学学问问题题，有有时时可可以以有有多多种种解解法法，如如在在本本题题中中，利利用用三三大大观观点点中中的的任任何何一一个个都都可可以以解解答答本本题题遇遇到到这这种种情情况况时时，我我们们应应根根据据题题目目情情景景和和要要求求选选用用合合适适的的方方法法多多数数情情况况下下，从从能能量量和和动动量量的的角角度度解解题题相相对简单对简单一些一些第六章第六章动动量量 (满分样板满分样板20分分)(2011高考大高考大纲全国卷纲全国卷)装甲车和战舰采用多层钢板装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击通过对以下简化模型穿甲弹的射击通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因的计算可以粗略说明其原因题型题型2 2动量观点解决动力学问动量观点解决动力学问题题例例2第六章第六章动动量量质量为质量为2m、厚度为、厚度为2d的钢板静止在水的钢板静止在水平光滑桌面上质量为平光滑桌面上质量为m的子弹以某的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿现把钢板分成厚度均为板射穿现把钢板分成厚度均为d、质、质量均为量均为m的相同两块，间隔一段距离的相同两块，间隔一段距离平行放置，如图平行放置，如图631所示若子弹所示若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，以相同的速度垂直射向第一块钢板，第六章第六章动动量量穿出后再射向第二块钢板，求子弹射穿出后再射向第二块钢板，求子弹射入第二块钢板的深度设子弹在钢板入第二块钢板的深度设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不中受到的阻力为恒力，且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响会发生碰撞不计重力影响图图631第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量变变式式训训练练1 (2012厦厦门门模模拟拟)如如图图632所所示示，甲甲、乙乙两两冰冰球球运运动动员员为为争争抢抢冰冰球球而而合合理理冲冲撞撞，已已知知甲甲运运动动员员的的质质量量为为 60 kg，乙乙运运动动员员的的质质量量为为70 kg，接触前两运，接触前两运动员动员速度大小均速度大小均为为5 m/s，冲冲撞撞结结果果为为甲甲被被撞撞回回，速速度度大大小小为为2 m/s,如果接触如果接触时间为时间为0.2 s,问问：第六章第六章动动量量(1)冲撞冲撞时时两运两运动员动员的相互作用力多的相互作用力多大？大？(2)撞撞后后乙乙的的速速度度大大小小是是多多少少？方方向向又又如何？如何？图图632第六章第六章动动量量解解析析：(1)取取甲甲碰碰前前的的速速度度方方向向为为正正方方向，向，对对甲运用甲运用动动量定理，有：量定理，有：Ftm甲甲v甲甲m甲甲v甲甲代入数据得代入数据得F2100 N.(2)取取甲甲碰碰前前的的速速度度方方向向为为正正方方向向，对对系系统统运用运用动动量守恒定律，有：量守恒定律，有：第六章第六章动动量量m甲甲v甲甲m乙乙v乙乙m甲甲v甲甲m乙乙v乙乙代入数据得代入数据得v乙乙1 m/s方向与甲碰前速度方向相同方向与甲碰前速度方向相同答答案案：(1)2100 N(2)1 m/s与与甲甲碰碰前同向前同向第六章第六章动动量量 (2012江南十校模拟江南十校模拟)如图如图633所示，水平轨道所示，水平轨道AB与半径为与半径为R的的竖直半圆形轨道竖直半圆形轨道BC相切于相切于B点质量点质量为为2m和和m的的a、b两个小滑块两个小滑块(可视为可视为质点质点)原来静止于水平轨道上，其中小原来静止于水平轨道上，其中小滑块滑块a与一轻弹簧相连某一瞬间给小与一轻弹簧相连某一瞬间给小滑块滑块a题型题型3 3能量观点解决动力学问题能量观点解决动力学问题例例3第六章第六章动动量量一冲量使其获得一冲量使其获得v03 的初速度的初速度向右冲向小滑块向右冲向小滑块b，与，与b碰撞后弹簧不碰撞后弹簧不与与b相粘连，且小滑块相粘连，且小滑块b在到达在到达B点之点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦，前已经和弹簧分离，不计一切摩擦，求：求：图图633第六章第六章动动量量(1)a和和b在碰撞过程中弹簧获得的最大在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；弹性势能；(2)小滑块小滑块b经过圆形轨道的经过圆形轨道的B点时对轨点时对轨道的压力；道的压力；(3)小滑块小滑块b最终落到轨道上何处最终落到轨道上何处第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量【名名师师点点评评】(1)利用能量利用能量观观点解决点解决过过程复程复杂杂的的问题时问题时,要做好要做好过过程分析，正程分析，正确、合理地把全确、合理地把全过过程分成若干程分成若干阶阶段段,同同时时要注意分析各要注意分析各阶阶段之段之间间的的联联系系第六章第六章动动量量(2)对对于于弹弹簧簧与与物物体体组组成成的的系系统统，在在发发生生瞬瞬间间碰碰撞撞时时，满满足足动动量量守守恒恒但但往往往往有有能能量量损损失失，但但在在达达到到共共同同速速度度一一起起运运动动时时若若不不考考虑虑其其他他外外力力则则机机械械能能守守恒恒(3)应应用用动动能定理、能定理、动动量守恒及能量守量守恒及能量守恒恒时时往往只涉及初、末状往往只涉及初、末状态态，不涉及，不涉及具体具体过过程程细节细节第六章第六章动动量量 变变式式训练训练2如如图图634所示，小球所示，小球A系在系在细线细线的一端，的一端，线线的另一端固定的另一端固定在在O点，点，O点到水平面的距离点到水平面的距离为为h.物物块块B的的质质量是小球的量是小球的5倍，置于粗糙的水倍，置于粗糙的水平面上且位于平面上且位于O点的正下方，物点的正下方，物块块与与水平面水平面间间的的动动摩擦因数摩擦因数.现现拉拉动动小球小球使使线线水平伸直水平伸直,小球由静止开始小球由静止开始释释放放,第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量图图634第六章第六章动动量量解析：本解析：本题题中的小球中的小球A与木与木块块B的碰撞的碰撞是一般的非是一般的非弹弹性碰撞性碰撞设设小球小球A的的质质量量为为m,碰前的速度碰前的速度为为v1,碰后的速度碰后的速度为为v1,B碰后的速度碰后的速度为为v2.球球A下下摆过摆过程和碰后上程和碰后上摆过摆过程程满满足机足机械能守恒，所以械能守恒，所以第六章第六章动动量量第六章第六章动动量量答案：答案：见见解析解析第六章第六章动动量量知能演练强化闯关知能演练强化闯关第六章第六章动动量量本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放