动量和能量的综合应用.ppt

动量和能量的综合应用 主要内容 1 动量守恒定律2 物体与物体间的相互作用 1如图所示 质量为m的小物块以v0的初速度滑上一块原来静止在光滑水平面上的木板 木板质量为M 滑块与木板间的动摩擦因数为 木板长度为L 假设小物块刚好能到达木板的最右端求 1 小物块与木板的最终的速度 2 滑块与木板刚好相对静止时木板的位移 3 此过程中因摩擦增加的内能 4 作出木板M和滑块m的速度时间图像 M m V0 M m 分析与解法 1 对小物块和木板由动量守恒定律得mv0 m M v1v1 mv0 m M mgSM 3 由能量的观点得 Q1 mgL 2 对木板由动能定理得 V0 V1 t V t1 0 小结 在相互作用时 系统动量守恒机械能不守恒 系统热能的增加量等于系统机械能的减少量 练习1如图6所示 质量为M的木板静止在光滑水平面上 一个质量为m的小滑块以初速度Vo从木板的左端向右滑上木板 滑块和木板的水平速度随时间变化的图象如图7所示 某同学根据图象作出如下一些判断 A 滑块与木板间始终存在相对运动 B 滑块始终未离开木板 C 滑块的质量大于木板的质量 D 在t1时刻滑块从木板上滑出 图6 V0 M m 分析与解法 从图7中可以看出 滑块与木板始终没有达到共同速度 所以滑块与木板间始终存在相对运动 又因木板的加速度较大 所以滑块的质量大于木板的质量 因在t1时刻以后 滑块和木板都做匀速运动 所以在t1时刻滑块从木板上滑出 即选项ACD正确 2 在光滑的水平面上 有一木板足够长 左端有一静止的物块m 物块与木板的摩擦因数为 质量为m0的子弹以初速度V0打击物块 留在其内 最后与木板有共同速度 1 求最后的共同速度v 2 求物块m在木板上移动的距离s 变式 当小物块m在木板的右端静止时 子弹打击木板 木板足够长 1 求最后的共同速度 2 求小物块在木板上移动的距离s 3光滑的水平面上 用弹簧相连的质量均为2kg的A B两物块都以V0 6m s的速度向右运动 弹簧处于原长 质量为4kg的物块C静止在前方 如图2所示 B与C碰撞后二者粘在一起运动 在以后的运动中 当弹簧的弹性势能达到最大为J时 物块A的速度是m s 分析与解 本题是一个 三体二次作用 问题 三体 为A B C三物块 二次作用 过程为第一次是B C二物块发生短时作用 而A不参加 这过程动量守恒而机械能不守恒 第二次是B C二物块作为一整体与A物块发生持续作用 这过程动量守恒机械能也守恒 对于第一次B C二物块发生短时作用过程 设B C二物块发生短时作用后的共同速度为VBC 则据动量守恒定律得 对于第二次B C二物块作为一整体与A物块发生持续作用 设发生持续作用后的共同速度为V 则据动量守恒定律和机械能守恒定律得 由式 1 2 3 可得 当弹簧的弹性势能达到最大为EP 12J时 物块A的速度V 3m s 小结 由以上几个多个物体相互作用的问题 我们看出 解题时必须分清物理过程 动量和能量相结合 4 两辆完全相同的平板小车 长为1m 质量为4kg A车最右端有一质量为2kg的铁块 在光滑水平面上 A车与铁块以初速度v0 5m s向左运动 与静止在正前方的B车相撞 碰撞时间极短 若两车碰后粘在一起 小铁块恰能滑到B