高二物理课件：第十六章章末整合(人教版选修.ppt

专题一 动量定理与动能定理的综合应用 1两个定理区别：动量定理表示合外力 F 作用积累的冲量， Ft 直接效应是物体动量的变化p，是一个矢量规律；动能定理 表示合外力作用积累的总功 W，直接效应是物体动能的变化 Ek，是一个标量规律动量定理的应用关键是受力分析，确定 正方向、明确冲量及初末动量的正负，此正负是表示矢量的方 向动能定理的应用关键是受力分析，明确各力做功的正负， 此正负是表示做功的效果不同，是标量的正负 2应用动量定理、动能定理解决实际问题，注意解题的一 般步骤，思路分析，正确受力分析，运动分析，选择合适的物 理过程、物理状态，应用定理列式求解 (1)动量定理解题的基本思路 选取研究对象； 确定所研究的物理过程及其始、末状态； 分析研究对象所研究的物理过程中的受力情况； 规定正方向，根据动量定理列方程式； 解方程，统一单位，求解结果 (2)动能定理解题的基本思路 选取研究对象，明确它的运动过程； 分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求 各个外力做功的代数和； 明确物体在过程始末状态的动能 Ek1 和 Ek2； 列出动能定理的方程 W合Ek2Ek1，及其他必要的解题 方程，进行求解 【例题】如图 161 所示，铁块质量 m4 kg，以速度 v2 m/s 水平滑上一静止的平板车，平板车质量 M16 kg，铁 块与平板车之间的动摩擦因数0.2，其他摩擦不计(g 取 10 m/s2)，求： 图 161 (1)铁块相对平板车静止时，铁块的速度； (2)铁块在平板车上滑行的最长时间； (3)铁块在平板车上滑行的最大距离 解析：铁块滑上平板车后，在车对它的摩擦力的作用下开 始减速，车在铁块对它的摩擦力作用下开始加速，当两者速度 相等时，铁块相对平板车静止，不再发生相对滑动 (1)铁块滑上板车的过程中，两者组成的系统动量守恒，取 v 的方向为正方向 则 mv(Mm)v 本问题也可以取平板车为研究对象进行求解，但应注意， 平板车受的摩擦力 Fmg，FMg. (3)方法一：铁块在平板车上滑行时，两者都做匀变速直线 运动，且运动时间相同，因此 答案：(1)0.4 m/s (2)0.8 s (3)0.8 m 专题二 动量守恒定律与机械能守恒定律的综合应用 应用动量守恒定律和机械能守恒定律时，研究对象必定是 系统；此外，这些规律都是运用于物理过程，而不是对于某一 状态(或时刻)因此，在用它们解题时，首先应选好研究对象 和研究过程对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及 解决起来是否简便选取时应注意以下几点： (1)选取研究对象和研究过程，要建立在分析物理过程的基 础上，临界状态往往应作为研究过程的开始或结束状态 (2)要能视情况对研究过程进行恰当的理想化处理 (3)可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起作为 一个系统来研究，有时这样做，可使问题大大简化 (4)有的问题，可以选这部分物体作研究对象，也可以选取 那部分物体作研究对象；可以选这个过程作研究过程，也可以 选那个过程作研究过程；这时，首选大对象、长过程 【例题】如图 162 所示，位于光滑水平桌面上的小滑块 P 和 Q 都可视作质点，质量均为 m，Q 与轻质弹簧相连，设 Q 静止，P 以初速度 v0向 Q 运动并与弹簧发生碰撞求整个碰撞 过程中，弹簧具有的最大弹性势能和 Q 的最大动能各为多少？ 图 162 解析：对 P、Q 弹簧组成的系统，水平方向不受外力，水 平方向上动量守恒，当 P、Q 速度相等时，动能损失最多，弹 性势能最大，这是完全非弹性碰撞模型 专题三 多体问题及临界问题 1多体问题 对于两个以上的物体组成的系统，由于物体较多，相互作 用的情况也不尽相同，作用过程较为复杂，虽然仍可对初、末 状态建立动量守恒的关系式，但因未知条件过多而无法求解， 这时往往要根据作用过程中的不同阶段，建立多个动量守恒的 方程，或将系统内的物体按相互作用的关系分成几个小系统， 分别建立动量守恒的方程 2临界问题 在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体 相距最近，避免相碰和物体开始反向运动等临界问题这类问 题的求解关键是充分利用反证法、极限法分析物体的临界状态， 挖掘问题中隐含的临界条件，选取适当的系统和过程，运用动 量守恒定律进行解答 【例题】如图 163 所示，在光滑水平面上有 A、B 两辆 小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车 B 上坐着一个小孩， 小孩与 B 车的总质量是 A 车质量的 10 倍两车开始都处于静 止状态，小孩把 A 车以相对于地面的速度 v 推出，A 车与墙壁 碰后仍以原速率返回，小孩接到 A 车后，又把它以相对于地面 的速度 v 推出每次推出，A 车相对于地面的速度都是 v，方向 向左则小孩把 A 车推出几次后，A 车返回时不能再接到 A 车？ 图 163 答案：6 次 1(2011 年广东卷)如图 164 所示，以 A、B 和 C、D 为端点的 两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面 上，左端紧靠 B 点，上表面所在平面与两半圆分别相切于 B、C.一物 块被轻放在水平匀速运动的传送带上 E 点，运动到 A 时刚好与传送 带速度相同，然后经 A 沿半圆轨道滑下，再经 B 滑上滑板滑板运 动到 C 时被牢固粘连物块可视为质点，质量为 m，滑板质量 M 2m，两半圆半径均为 R，板长 l6.5R，板右端到 C 的距离 L 在 RL 5R 范围内取值E 距 A 为 s5R，物块与传送带、物块与滑板间的 动摩擦因素均为0.5，重力加速度取 g. 图 164 (1) 求物块滑到 B 点的速度大小； (2) 试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克 服摩擦力做的功 Wf与 L 的关系，并判断物块能否滑到 CD 轨道 的中点 2(2010 年广东卷)如图 165 所示，一条轨道固定在竖直平面 内，粗糙的 ab 段水平，bcde 段光滑，cde 段是以 O 为圆心、R 为半 径的一小段圆弧可视为质点的物块 A 和 B 紧靠在一起，静止于 b 处，A 的质量是 B 的 3 倍两物体在足够大的内力作用下突然分离， 分别向左、右始终沿轨道运动B 到 d 点时速度沿水平方向，此时轨 图 165 (1)物块 B 在 d 点的速度大小 ； (2)物块 A 滑行的距离 3(2010 年福建卷)如图 166 所示，一个木箱原来静止在 光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木箱和 小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度 v0， 则() 图 166 A小木块和木箱最终都将静止 B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直 向右运动 D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二 者将一起向左运动 解析：系统不受外力，系统动量守恒，最终两个物体以相 同的速度一起向右运动，B 正确 答案：B 图 167 5(2009 年广东卷)如图 168 所示，水平地面上静止放置 着物块 B 和 C，相距 l1.0 m物块 A 以速度 v010 m/s 沿水 平方向与 B 正碰碰撞后 A 和 B 牢固地黏在一起向右运动，并 再与 C 发生正碰，碰后瞬间 C 的速度 v2.0