湖南省江华一中高三物理一轮复习 机械能、动量守恒定律课件.ppt

一 复习内容及课时安排 一 功和功率3 二 动能 动能定理3 三 机械能守恒定律及应用3 四 一对摩擦力做功与热量关系1 五 实验 探究功与速度变化的关系1 六 实验 验证机械能守恒定律1 七 动量定理 动量守恒定律3 八 动量守恒定律的应用 碰撞与反冲2 九 动量与能量的综合应用5 十 单元测验与试卷讲评2 第五章机械能动量守恒定律 二 考纲要求 三 考纲解读 动量 机械能一直都是高考的 重中之重 是高考的热点和难点 这部分内容的考题主要考查动量定理 动量守恒定律 变力做功 动能定理 机械能守恒 功能关系等 常与本部分知识发生联系的知识有 牛顿运动定律 圆周运动 带电粒子在电场和磁场中的运动 核反应等 一般过程复杂 难度大 能力要求高 本考点的知识还常以碰撞模型 爆炸模型 弹簧模型 子弹射击木块模型 传送带模型等为载体考查考生将物理问题经过分析 推理转化为数学问题 然后运用数学知识解决物理问题的能力 所以复习时要重视对基本概念 规律的理解掌握 加强建立物理模型 运用数学知识解决物理问题的能力 1 从考试说明要求及近几年高考试题看本章内容是必修部分的重点内容 在今后高考中出题的几率非常大 考查的热点包括功和功率 重力势能 机械能守恒 能的转化和守恒 动能定理 动量定理和动量守恒定律 2 预计2013年的高考中对本章的考查以选择题和计算题形式出现的几率较大 很可能是与牛顿运动定律 圆周运动及电磁学等知识相联系的综合题 复习中应特别重视 3 考纲对动量的要求有所降低 结合近几年高考题来看 预计明年高考将考查同一直线上的常用动量守恒等问题 难度不大 且常与能量问题结合出现 四 高考命题趋向 第一节功和功率 一 知识要点 1 功 1 物理意义 描述力对空间效果积累的物理量 是过程量 3 功的两个必要条件 a 力 b 物体在力的方向上的位移 2 功的定义 力与物体在力的方向的位移的乘积称为力对物体做的功 4 计算式 w flcos 5 特点 功是标量 取不同的值 功有正负 正功表示动力做功 负功表示阻力做功 物体克服力做功 1 计算功的三条思路 用w flcos计算 一般用来求恒力的功 用功能关系计算 一般用来求变力的功 用w pt计算 如求汽车以恒定功率启动时 牵引力做的功 2 计算合力功的两种方法 可先计算合力得到w合 f合lcos 可先计算各个力的功得到w合 w1 w2 wn 3 变力功的计算 将变力做功转化为恒力做功 利用力 位移图象求 求面积 利用w pt求 根据功能关系求 5 两类力做功的特点 重力 弹簧弹力 电场力 浮力等做功与路径无关 只与初 末位置有关 滑动摩擦力 空气阻力等做功与路径有关 功的大小等于力和路程的乘积 4 作用力与反作用力的功没有确定关系可能都不做功 可能一个力做正功另一个力做负功 也可能两个力都做正功或都做负功 还可能一个力做功 另一个力不做功 2 功率 定义 功跟完成这些功所用的比值叫做功率 物理意义 反映力对物体做功的 时间 快慢 3 公式 定义式 p w t 导出式 p fvcos 为f与v之间的夹角 4 平均功率和瞬时功率 平均功率 描述在一段时间内做功的快慢 用p w t计算 若用p fvcos 计算 v为时间t内的 瞬时功率 描述某一时刻做功的快慢 用p fvcos 计算 v表示该时刻的 p表示该时刻的 5 额定功率和实际功率 额定功率 机器正常工作时的最大输出功率 也就是机器铭牌上的标称值 实际功率 机器在工作中实际输出的功率 机器不一定在额定功率下工作 机器的实际功率总是小于或等于额定功率 平均速度 瞬时速度 瞬时功率 机车启动问题的两种物理模型 机车以恒定功率启动 其v t图象如图 机车由静止开始做匀加速运动 其v t图象如图 二 巩固训练 题型一 对功和功率的理解及计算公式的应用 练习1 教学案第135页练习2 质量m 3kg的物体 在水平力 6n的作用下 在光滑水平面上从静止开始运动 运动时间t 3s 求 1 力 在t 3s内对物体所做的功 2 力 在t 3s内对物体做功的平均功率 3 在3s末 力 对物体做功的瞬时功率 18w 36w 54j 练习3 资料第71页例题5 如图所示小物体位于光滑的斜面上 斜面位于光滑的水平地面上 从地面上看 在小物体沿斜面下滑的过程中 斜面对小物体的作用力 a 垂直于接触面 做功为零 b 垂直于接触面 做功不为零 c 不垂直于接触面 做功为零 d 不垂直于接触面 做功不为零 b 练习2 从空中以40m s的初速度平抛一重为10n的物体 物体在空中运动3s落地 不计空气阻力 取g 10m s2 则物体落地时重力的瞬时功率是多少 3s内重力的平均功率为多少 300w 150w 练习4 资料第71页例题3 练习5 如图所示 质量m 2kg的物体置于粗糙的水平面上 物体与平面间的动摩擦因数为0 5 在力f 20n与水平方向夹角 37 的恒力作用下 由静止开始运动4s g 10m s2 求 力f对物体做的功 物体克服摩擦力做的功 768j 192j 练习6 教学案第136页针对练习1 如图所示 质量为m的长木块a置于光滑水平面上 另一质量为m的小物块b以初速度v0滑上a的左端 a b之间的动摩擦因数为 b在a上相对滑过位移l后a b达到共同速度 此时a相对地面移动了s 求摩擦力分别对a b做的功 练习7 资料第72页练习4 acd 练习9 教学案第139页针对练习8 2010 宁夏 如图所示 在外力作用下某质点运动的v t图像为正弦曲线 从图中可以判断 a 在0 t1时间内 外力做正功b 在0 t1时间内 外力的功率逐渐增大c 在t2时刻 外力的功率最大d 在t1 t3时间内 外力做得总功为零 练习8 用铁锤将一铁钉击入木块 设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比 在铁锤击第一次时 能把铁钉击入木块内1cm 问击第二次时 能击入多少深度 设铁锤每次做功相等 0 41cm 题型二 变力做功的求法 ad 1 5m 4n 22j 练习10 练习11 质量是2000kg 额定功率为80kw的汽车 在平直公路上行驶中的最大速度为20m s 若汽车从静止开始做匀加速直线运动 加速度大小为2m s2 运动中的阻力不变 求 汽车所受阻力的大小 3s末汽车的瞬时功率 汽车做匀加速运动的时间 汽车在匀加速运动中牵引力所做的功 f 4000n p 4 8 104w t 5s w 2 105j 练习12 汽车在水平直线公路上行驶 额定功率p0 80kw 汽车行驶过程中所受阻力恒为f 2 5 103n 汽车m 2 0 103kg 若汽车从静止开始先做匀加速直线运动 加速度大小a 1 0m s2 汽车达到额定功率后 保持额定功率不变继续行驶 试求 1 汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度vm 2 20末汽车的瞬时功率p1 3 当汽车的速度为5m s时的瞬时功率p2 4 当汽车的速度为20m s时的加速度a1 vm 32m s p1 80kw p2 22 5kw a1 0 75m s2 题型三 机动车辆的功率问题的计算 第二节动能 动能定理 一 知识要点 1 动能 定义 物体由于而具有的能量叫做动能 公式 ek 动能是描述物体运动状态的物理量 是标量 具有相对性 国际单位制单位 焦耳 符号j 2 动能定理 1 动能定理的内容 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化 2 动能定理的表达式 运动 1 上式中的w总是合力的功 这里所说的力 可以是重力 弹力 摩擦力 也可以是任何其他的力 2 在中学阶段 动能定理中的研究对象一般只限于可当做质点的单个物体 3 适用于物体做直线运动 也适用于物体做曲线运动 适用于恒力做功 也适用于变力做功 力可以是各种性质的力 既可以同时作用 也可以分段作用 只要求出在作用的过程中各力所做功的总和即可 这些正是动能定理的优越性 分析物体的受力情况和各个力做功情况 受哪些力 每个力是否做功 做正功还是负功 做多少功 明确物体在过程始末状态的动能 列出动能定理方程 进行求解 选取研究对象 明确它的运动过程 4 用动能定理解题的基本步骤 题型一 对动能及动能定理的理解 二 巩固训练 d 练习1 教学案第144页针对练习1 电梯质量为m 在电梯地板上放置一质量为m的物体 钢索拉电梯由静止开始向上加速运动 当上升高度为h时 速度达到v 则 a 地板对物体的支持力做的功等于b 地板对物体的支持力做的功等于c 钢索的拉力做的功等于d 合外力对电梯m做得功等于 c 练习2 教学案第144页针对练习2 在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块 抛出时的速度为v0 当它落到地面时速度为v 用g表示重力加速度 则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于 a b c d 练习2 教学案第144页针对练习2 在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块 抛出时的速度为v0 当它落到地面时速度为v 用g表示重力加速度 则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于 a b c d 练习3 教学案第143页练习3 物体沿直线运动的v t关系如图所示 已知在第1秒内合外力对物体做的功为w 则 a 从第1秒末到第3秒末合外力做功为4wb 从第3秒末到第5秒末合外力做功为 2wc 从第5秒末到第7秒末合外力做功为wd 从第3秒末到第4秒末合外力做功为 0 75w c d 题型二 动能定理的应用 练习4 教学案第143页练习1 一个质量为25kg的小孩从高度为3 0m的滑梯顶端由静止开始滑下 滑到底端时的速度为2 0m s 取g 10m s2 关于力对小孩做的功 以下结果正确的是 a 合外力做功50jb 阻力做功500jc 重力做功500jd 支持力做功50j a 练习5 资料第73页例题1 1 6m 练习6 教学案第145页针对练习5 05年上海 如图所示 某滑板爱好者在离地h 1 8m高的平台上滑行 水平离开a点后落在水平地面的b点 其水平位移s1 3m 着地时由于存在能量损失 着地后速度变为v 4m s 并以此为初速沿水平地面滑行s2 8m后停止 已知人与滑板的总质量m 60kg 求 人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小 人与滑板离开平台时的水平初速度 空气阻力忽略不计 g 10m s2 f 60n v0 5m s 练习7 资料第74页例题2 题型三 多过程情况下的动能定理的应用 练习8 教学案第146页针对练习7 如图所示 物块m从高为h的斜面上滑下 又在同样材料的水平面上滑行后s后静止 已知斜面倾角为 物块由斜面到水平面时圆滑过渡 求物块与接触面间的动摩擦因数 练习9 教学案第146页针对练习8 如图所示 do是水平面 ab是斜面 初速度为v0的物体从d点出发沿dba滑动到顶点a时速度刚好为零 如果斜面改为ac 让该物体从d点出发沿dca滑动到顶点a且速度刚好为零 则物体具有的初速度 已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零 a 大于v0b 等于v0c 小于v0d 取决于斜面的倾角 b 练习10 资料第74页例题3 练习11 电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的物体 绳的拉力不能超过120n 电动机的功率不能超1200w 要将此物体由静止起 用最快的方式将物体吊高90m 已知物体在被吊高90m以前已开始以最大速度匀速上升 所需时间为多少 g取10m s2 t 7 75s 练习12 模拟题第21页练习10 第三节机械能守恒定律及应用 一 知识要点 1 重力势能 定义 物体由于而具有的能量叫做重力势能 被举高 重力势能表达式 ep h为物体相对参考平面的高度 mgh 重力做功与重力势能变化的关系w ep2 ep1 ep 注 重力势能为物体和地球这个系统所共有 但我们习惯上都说成是物体具有多少重力势能 重力势能是相对的 但重力势能的变化却是绝对的 即与零势能面的选择无关 2 弹性势能 定义 物体因发生了而具有的能量叫做弹性势能 弹性形变 2 公式 ep kx2 弹力所做的功与弹性势能的改变的关系跟重力做功与重力势能的改变的关系相同 即弹力所做的功也等于弹性势能改变量的负值 3 机械能 1 定义 机械能是物体动能 重力势能 弹性势能的统称 机械能中的势能只包括重力势能和弹性势能 不包括其他各种势能 4 机械能守恒定律 1 内容 在只有重力或弹簧的弹力做功的物体系统内 动能与势能可以相互转化 而总的机械能保持不变 2 表达式ek1 ep1 ek2 ep2 3 机械能守恒的条件 a 物体只受重力和弹簧的弹力 不受其他力 b 物体受到除重力和弹簧弹力以外还有其他的力 但其他力不做功 c 物体受到除重力和弹簧弹力外还有其他的力 其他的力做功 但功的代数和为零 5 用机械能守恒定律解题的步骤 选取研究对象 明确研究对象的运动过程 分析对象在过程中的受力情况 弄清各力做功的情况 判断机械能是否守恒 恰当选取参考平面 用转移或转化思路可省略这一步 确定研究对象在过程中的初 末状态的机械能 根据机械能守恒定律 选择合适的表达式列方程 进行求解 4 列机械能守恒定律方程的三种思路 守恒思路 过程前后两状态的机械能相等 e1 e2 转化思路 动能的增加 或减少 等于势能的减少 或增加 ek ep 转移思路 a物体的机械能增加 减少 等于b物体的机械能减少 增加 5 高中物理中的基本功能关系 1 重力功与重力势能变化的关系 wg ep 2 弹簧弹力做功与弹性势能的变化关系 w ep 3 合力功与动能的变化关系 w合 ek 4 除重力 弹簧弹力以外各力做功总和与机械能变化的关系 w其它 e机 5 电场力做功与电势能变化的关系 w电 e电 6 摩擦力做功与内能的变化关系 fs相对 e内 q 7 安培力做功与电能的变化关系 w安 e电 题型一 对机械能守恒条件的理解 练习1 教学案第149页练习2 下列实例中满足机械能守恒的是 a 水平抛出的物体 不计空气阻力 b 被匀速吊起的集装箱c 自由落体运动的物体d 物体以4g 5的加速度竖直向上做匀加速直线运动 二 巩固训练 ac 练习2 资料第79页练习2 ad 练习 教学案第149页练习3 质量为1kg的物体从倾角300 长2m的光滑斜面顶端静止滑下 设初始点位零势能点 当它滑到斜面中点的机械能与动能分别为 a 10j5jb 10j15jc 0j5jd 20j10j 题型二 单个物体的机械能守恒问题 练习4 教学案第155页练习8 如图所示 小球做平抛运动的初动能为6j 不计一切阻力 它落到斜面上p点时的动能为 a 10jb 12jc 14jd 8j c c 练习5 教学案第152页针对练习5 如图所示 ab是竖直平面内的四分之一圆弧轨道 在下端b与水平直轨道相切 一小球自a点起由静止开始沿轨道下滑 已知圆轨道半径为r 小球的质量为m 不计各处摩擦 求 小球运动到b点时的动能 小球下滑到距水平轨道的高度为r 2时速度的大小和方向 小球经过圆弧轨道的b点和水平轨道的c点时 所受轨道支持力fb fc各是多大 方向沿圆弧的切线向下 与竖直方向成300 fb 3mg fc mg 练习6 教学案第152页针对练习6 如图所示 位于竖直平面内的光滑轨道 由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成 圆形轨道的半径为r 一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑 然后沿圆形轨道运动 要求物块刚好通过圆形轨道最高点 求物块初始位置相对圆形轨道底部的高度h h 2 5r 练习6 教学案第152页针对练习6 如图所示 位于竖直平面内的光滑轨道 由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成 圆形轨道的半径为r 一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑 然后沿圆形轨道运动 要求物块刚好通过圆形轨道最高点 求物块初始位置相对圆形轨道底部的高度h 题型三 系统的机械能守恒问题 练习7 教学案第153页针对练习7 如图所示 一固定的楔形木块 其斜面的倾角为30 另一边与地面垂直 顶上有一定滑轮 一柔软的细线跨过定滑轮 两端分别与物块a b连接 a的质量为4m b的质量为m 开始时将b按在地面上不动 然后放开手 让a沿斜面下滑而b上升 物块a与斜面间无摩擦 设当a沿斜面下滑距离s后 细绳突然断了 求物块b上升的最大距离h h 1 2s 练习8 教学案第153页针对练习8 如图所示 长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架 在a处固定质量为2m的小球 b处固定质量为m的小球 支架悬挂在o点 可绕过o点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动 开始时ob与地面相垂直 放手后开始运动 在不计任何阻力的情况下 下列说法正确的是a a球到达最低点时速度为零b a球机械能减少量等于b球机械能增加量c b球向左摆动所能达到的最高位置应高于a球开始运动时的高度d 当支架从左向右回摆时 a球一定能回到起始高度 bcd 练习9 教学案第156页练习10 如图所示 一根长为1m 可绕轴在竖直平面内无摩擦转动的细杆 两端分别固定质量相等的两个球 已知oa 0 6m 现由水平位置自由释放 求轻杆转到竖直位置时两球的速度 练习10 教学案第156页练习11 05年理综 如图所示 质量为m1的物体a经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体b相连 弹簧的劲度系数为k a b都处于静止状态 一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮 一端连物体a 另一端连一轻挂钩 开始时各段绳都处于伸直状态 a上方的一段绳沿竖直方向 现在挂钩上挂一质量为m3的物体c并从静止状态释放 已知它恰好能使b离开地面但不继续上升 若将c换成另一个质量为 m1 m3 的物体d 仍从上述初始位置由静止状态释放 则这次b刚离地面时d的速度的大小是多少 已知重力加速度为g 题型四 落链类机械能守恒问题 练习11 教学案第153页针对练习9 长为l的均匀链条 放在光滑的水平桌面上 且使其长度的1 4垂在桌边 如图所示 松手后链条从静止开始沿桌边下滑 则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大 c 练习12 教学案第153页针对练习10 如图所示 一长为l的均匀铁链对称地挂在一轻质小滑轮上 由于某一微小的扰动使得链条向一侧滑动 则铁链完全离开滑轮时的速度大小是 a b c d 题型五 功能关系的应用 练习13 教学案第161页针对练习5 如图所示 木块静止在光滑水平桌面上 一子弹平射入木块的深度为d时 子弹与木块相对静止 在子弹入射的过程中 木块沿桌面移动的距离为l 木块对子弹的平均阻力为f 那么在这一过程中 a 木块的机械能增量flb 子弹的机械能减少量为f l d c 系统的机械能减少量为fdd 系统的机械能减少量为f l d abc 练习14 教学案第161页针对练习6 如图所示 皮带的速度是v 3m s 两轮圆心距离s 4 5m 现将m 1kg的小物体轻放到左轮正上方的皮带上 物体与皮带间的动摩擦系数为 0 15 电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时 电动机多消耗的电能是多少 g 10m s2 9j 练习15 教学案第161页针对练习8 小物块a的质量为m 物块与坡道间的动摩擦因数为 水平面光滑 坡道顶端距水平面高度为h 倾角为 物块从坡道进入水平滑道时 在底端o点处无机械能损失 重力加速度为g 将轻弹簧的一端连接在水平滑道m处并固定在墙上 另一自由端恰位于坡道的底端o点 如图所示 物块a从坡道顶端由静止滑下 求 1 物块滑到o点时的速度大小 2 弹簧为最大压缩量d时的弹性势能 3 物块a弹回到坡道时上升的最大高度 第四节一对摩擦力做功与热量关系 一 知识要点 1 静摩擦力做功的特点 1 静摩擦力可以做正功 也可以做负功 还可以不做功 2 在静摩擦力做功的过程中 只有机械能的相互转移 而没有机械能相互为其它形式的能 3 相互作用的系统内 一对静摩擦力所做的功的和必为零 2 动摩擦力做功的特点 1 滑动摩擦力可以对物体做正功 也可以对物体做负功 还可以不做功 2 相互摩擦的系统内 一对滑动摩擦力所做的功总是负值 其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 即恰等于系统损失的机械能 二 巩固训练 练习1 如图叠在一起的两个木块 在拉力 的作用下沿着光滑水平面发生一段位移s 图一所示 则 物体受到的静摩擦力做功 b物体受到的摩擦力做功 练习2 顶端粗糙的小车 放在光滑的水平面上 具有一定速度的小木块由小车左端滑上小车 滑动摩擦力大小为f 当木块与小车相对静止时 木块相对小车的位移为d 小车相对于地面的位移为s 则滑动摩擦力对小车做功为 对木块做功为 在这个过程中产生的热量为 车 fs 木 f d s fd 正 负 练习3 教学案第159页针对练习2 电机带动水平传送带以速度v匀速传动 一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上 传送带足够长 若小木块与传送带之间的动摩擦因数为 如图所示 当小木块与传送带相对静止时 求 1 小木块的位移 2 传送带转过的路程 3 小木块获得的动能 4 摩擦过程产生的摩擦热 5 电机带动传送带匀速转动输出的总能量 练习4 如图六所示 水平传送带ab长l 8 3m 质量为m 1kg的木块随传送带一起以v1 2m s的速度向左匀速运动 传送带的速度恒定 木块与传送带间的动摩擦因数 0 5 当木块运动至最左端a点时 一颗质量为m 20mg的子弹以v0 300m s水平向右的速度正对射入木块并穿出 穿出速度u 50m s 以后每隔1s就有一颗子弹射向木块 设子弹射穿木块的时间极短 且每次射入点各不相同 求 在被第二颗子弹击中前 木块向右运动离a点的最大距离 木块在传送带上最多能被多少子弹击中 从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中 子弹 木块和传送带这一系统所产生的热能是多少 g 10m s2 s1 0 9m 16颗 q 第五节实验 探究功与速度变化的关系 一 知识要点 1 探究的思路 1 每次实验中橡皮筋拉伸的长度要相等 通过改变橡皮筋根数确定各次实验中弹力做功的倍数关系 2 小车的速度由纸带和打点计时器测出 每次实验测出一个速度 3 以w为纵坐标 v为横坐标 作出w v曲线 分析曲线特征 确定橡皮筋对小车的功与小车获得的速度的定量关系 2 操作的技巧 1 为了消除摩擦力的影响 可以使木板倾斜以平衡摩擦力 2 为了使测出的速度是橡皮筋恢复原长时的速度 在纸带上应选用均匀点距来确定小车速度 3 数据的处理 实验作出的功 速度图象 可能是一条直线 也可能是一条曲线 如果是直线 表明w v 如果是一条曲线 应采取的处理方法是考虑是否存在别的关系 如果认为可能是w v2 就以w为纵坐标 v2为横坐标作图象 如果作出的图象是一条直线 说明w v2 4 实验中的注意事项 1 橡皮筋的选择 要求用规格相同的橡皮筋 当它们拉伸相同长度后释放出来的弹性势能 对小车做的功 应该相等 2 平衡摩擦力要细致调试 轻推小车 利用打点计时器打出的纸带上的点的分布来判断是否做匀速运动 二 巩固训练 练习1 教学案第166页练习1 关于探究功与速度变化的关系实验 下列叙述正确的是 a 每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数据b 每次实验中 橡皮筋的拉伸长度没有必要保持一致c 放小车的长木板应尽量使其水平d 先接通电源 再让小车在橡皮筋的作用下弹出 d 练习2 通过课本上的实验 我们得出的结论是功与速度的平方成正比 关于自由落体运动和竖直上抛运动中功与速度的关系 下列叙述中正确的是 a 在自由落体运动中 重力做的功与速度成正比b 在竖直上抛运动中 重力做的功与速度成正比c 在自由落体运动中 重力做的功与速度的平方成正比d 在竖直上抛运动中 重力做的功与速度的平方成正比 c 练习4 如图所示为与小车相连 穿过打点计时器的一条纸带上的点并不都是均匀的 下面说法中正确的是 纸带的左端是与小车相连的 纸带的右端是与小车相连的 利用e f g h i j这些点之间的距离来确定小车的速度 利用a b c d这些点之间的距离来确定小车的速度 a b c d b 练习3 如图所示 小车的运动情况可描述为a b之间为 运动 c d之间为 运动 加速直线 匀速直线 练习5 资料第81页练习3 用如图所示的装置 探究功与物体速度变化的关系实验时 先适当垫高木板 然后由静止释放小车 小车在橡皮条弹力的作用下被弹出 沿木板滑行 小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带分点迹比较均匀 回答下列问题 记录其运动情况 观察发现纸带前面部分点迹疏密不均 后面部 1 适当垫高木板是为了 2 通过纸带求小车速度时应使用纸带的 选填 全部 前面部分 或 后面部分 3 若实验做了n次 所用橡皮条分别为1根 2根 n根 通过纸带求出小车的速度分别为v1 v2 vn 用w表示橡皮条对小车所做的功 作出的w v2图线是一条过坐标原点的直线 这说明w与v的关系是 练习5 资料第81页练习3 用如图所示的装置 探究功与物体速度变化的关系实验时 先适当垫高木板 然后由静止释放小车 小车在橡皮条弹力的作用下被弹出 沿木板滑行 小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带分点迹比较均匀 回答下列问题 记录其运动情况 观察发现纸带前面部分点迹疏密不均 后面部 1 适当垫高木板是为了 2 通过纸带求小车速度时应使用纸带的 选填 全部 前面部分 或 后面部分 3 若实验做了n次 所用橡皮条分别为1根 2根 n根 通过纸带求出小车的速度分别为v1 v2 vn 用w表示橡皮条对小车所做的功 作出的w v2图线是一条过坐标原点的直线 这说明w与v的关系是 平衡摩擦力 后面部分 w与v2成正比 练习6 教学案第167页练习4 在用下图所示的装置做 探究动能定理 的实验时 下列说法正确的是 填字母代号 a 为了平衡摩擦力 实验中可以将长木板的左端适当垫高 使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动b 每次实验中橡皮筋的规格要相同 拉伸的长度要一样c 可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值d 可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值e 实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源f 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度g 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 练习6 教学案第167页练习4 在用下图所示的装置做 探究动能定理 的实验时 下列说法正确的是 填字母代号 a 为了平衡摩擦力 实验中可以将长木板的左端适当垫高 使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动b 每次实验中橡皮筋的规格要相同 拉伸的长度要一样c 可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值d 可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值e 实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源f 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度g 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 abcf 第六节实验 验证机械能守恒定律 1 实验目的 验证机械守恒定律 一 知识要点 2 实验器材 铁架台 带铁夹 打点计时器 重锤 带纸带夹子 纸带数条 复写纸片 导线 毫米刻度尺 低压交流电源 3 实验原理 物体只在重力作用下自由落体时 物体机械能守恒 即减少的重力势能等于增加的动能 如果物体下落高度h时速度为v 则有mv2 2 mgh 借助于打了点的纸带测出物体下降的高度h和对应速度v 即可验证物体自由下落时机械能是否守恒 4 注意事项 1 打点计时器的安装要稳固 并使两限位孔在同一竖直线上 以减小摩擦阻力 2 实验时 必须先接通电源 让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重锤下落 3 选取纸带时 本着点迹清晰且第一 二两点间距离接近2mm的原则 为什么 4 由于只要验证mv2 2 mgh是否相等即可 故不必用天平称物体的质量 5 实际上重锤和纸带下落时必然受到阻力 所以动能的增加量应稍小于重力势能的减少量 6 重锤要选密度大的 体积小的 7 速度不能用v gt或计算 同样重物下落的高度h 也只能用刻度尺直接测量 二 巩固训练 ad 练习1 教学案第173页练习1 2010 新课标全国卷 下图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图 现有的器材为 带铁夹的铁架台 电磁打点计时器 纸带 带铁夹的重锤 天平 回答下列问题 1 完成此实验 除了所给的器材 还需要的器材有 填字母 a 米尺b 秒表c 0 12v的直流电源d 0 12v的交流电源 2 实验中误差产生的原因有 写出两个原因 1 有阻力 2 测量误差 练习2 在 验证机械能守恒定律 的实验中 打点计时器所用电源的频率为50hz 当地重力加速度的值为g 9 8m s2 测得所用重物的质量为1 00kg 甲 乙 丙三学生分别用同一装置打出三条纸带 量出各纸带上第1 2两点的距离分别为0 10cm 0 19cm和0 25cm 则可肯定 选填 甲 乙 丙 在操作上有错误 错误是 丙 先放开纸带再接通电源 练习3 在纸带上任取相邻的三个点 按顺序依次记为a b c 量出ac的距离为s ob间距离为h o为开始下落时打的点 即起始点 相邻两点间的时间间隔为t 如何用以上条件验证机械能守恒定律 只要满足则可验证了机械能守恒 练习4 教学案第174页练习3 2010 四川卷 有4条用打点计时器 所用交流电频率为50hz 打出的纸带a b c d 其中一条是做 验证机械能守恒定律 实验时打出的 为找出该纸带 某同学在每条纸带上取了点迹清晰的 连续的4个点 用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为x1 x2 x3 请你根据下列x1 x2 x3的测量结果确定该纸带为 已知当地的重力加速度为9 791m s2 a 61 0mm 65 8mm 70 7mmb 41 2mm 45 1mm 53 0mmc 49 6mm 53 5mm 57 3mmd 60 5mm 61 0mm 60 6mm c 练习5 资料第84页练习4 重锤从静止下落 0 79m s 0 31j 0 32j 误差允许范围内 机械能守恒 c 第七节动量定理 动量守恒定律及应用 一 知识要点 1 冲量 1 定义 作用在物体上的和的乘积 叫做该力对物体的冲量 2 公式 3 单位 在国际单位制中 冲量的单位是 符号是 2 动量 1 定义 物体的和的乘积 叫做物体的动量 2 公式 式中v为物体某时刻的速度 3 单位 在国际单位制中 动量的单位是 符号是 力 作用时间 i ft 牛顿秒 ns 质量 速度 p mv 千克米每秒 kgm s 3 动量定理 1 内容 物体所受的冲量等于它的动量的变化 2 数学表达式 或 合外力 i合 p p2 p1 f t mv2 mv1 4 动量守恒定律 1 内容 相互作用的几个物体组成的系统 如果不受外力作用 或它们受到的外力之和为零 则系统的总动量保持不变 2 表达式 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 3 动量守恒定律的适用条件 系统不受外力或所受外力的矢量和为零 系统所受外力远小于内力 如碰撞或爆炸瞬间 外力可以忽略不计 系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零 或外力远小于内力 则该方向动量守恒 分动量守恒 4 应用动量守恒定律解题的基本步骤 分析题意 明确研究对象 对系统内的物体进行受力分析 分析外力 根据动量守恒的条件 判断能否应用动量守恒定律 明确所研究的物理过程 确定过程的始 末状态 即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式 注意动量方向 建立动量守恒方程 代入已知量 解出待求量 练习1 下面的说法不正确的是 a 物体运动的方向就是它的动量方向b 如果物体的速度发生变化 则物体受到的合外力的冲量一定不为零c 如果合外力对物体的冲量不为零 则合外力一定使物体的动能增加d 作用在物体上的合外力的冲量不一定能改变物体速度的大小 二 巩固训练 题型一 对动量 动量定理 动量守恒定理的理解 c c 练习2 如图所示 p p 分别表示物体受到冲量前 后的动量 短线表示的动量大小为15kg m s 长线表示的动量大小为30kg m s 箭头表示动量的方向 在下列所给的四种情况下 物体动量改变量相同的是 a b c d b 练习4 如图所示 a b两物体的质量ma mb 3 2 它们原来静止在平板车c上 a b间有一根被压缩了的弹簧 a b与平板车上表面间动摩擦因数相同 地面光滑 当弹簧突然释放后 则有 a a b系统动量守恒b a b c系统动量守恒c 小车向左运动d 小车向右运动 b c 练习3 2012年阜阳模拟 如图所示 光滑水平面上有一质量为m的物体 在一与水平方向成 角的恒定拉力f作用下运动 则在时间t内 a 重力的冲量为0b 拉力f的冲量为ftc 拉力f的冲量为ftcos d 拉力f的冲量等于物体动量的变化量 题型二 动量定理的应用 练习5 质量为60kg的建筑工人 不慎从高空跌下 由于弹性安全带的保护 使他悬挂起来 已知弹性安全带的缓冲时间是1 2s 安全带长5m g取10m s2 则安全带所受的平均冲力的大小为 a 500nb 1100nc 600nd 100n b 练习6 起跳摸高是学生常进行的一项活动 某中学生身高1 80m 质量80kg 他站立举臂 手指摸到的高度为2 10m 在一次摸高测试中 如果他先下蹲 再用力蹬地向上跳起 同时举臂 离地后手指摸到的高度为2 55m 设他从蹬地到离开地面所用的时间为0 2s 不计空气阻力 g取10m s2 求 1 他跳起刚离地时的速度大小 2 上跳过程中他对地面平均压力的大小 3m s 2 0 103n 练习7 资料第218页例题1 练习7 资料第218页例题1 题型三 动量守恒定律的应用 练习9 一质量为3kg的木板置于光滑水平面上 另一质量为1kg的物块放在木板上 已知物块和木板间有摩擦 而木板足够长 若两者都以大小为4m s的初速度向相反方向运动 则当木板的速度为2 4m s时 物块正在 a 水平向左做匀减速运动b 水平向右做匀加速运动c 水平方向做匀速运动d 处于静止状态 c 练习8 如图所示 一小车静止在光滑水平面上 甲 乙两人分别站在左右两侧 整个系统原来静止 则当两人同时相向走动时 a 要使小车静止不动 甲乙速率必相等b 要使小车向左运动 甲的速率必须比乙的大c 要使小车向左运动 甲的动量必须比乙的大d 要使小车向左运动 甲的动量必须比乙的小 b 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 练习10 资料第219页练习7 bcd 练习11 人和冰车的总质量为m 另有一木球 质量为m m m 31 2 人坐在静止于水平冰面的冰车上 以速度vo 相对于地面 将原来静止的木球沿冰面推向前方的固定挡板 球与冰面 车与冰面间的摩擦均忽略不计 空气阻力也忽略不计 木球与挡板碰撞后 球被反向弹回 速度大小与碰前相等 人接球后再以同样的速度v0 相对于地面 将球沿冰面向正前方推向挡板 问 人推球多少次后才不再接到球 9次 练习12 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 12 3 第八节动量守恒定律的应用 碰撞与反冲 一 知识要点 1 碰撞 1 碰撞的特点 相互作用时间极短 相互作用力极大 且为变力 在短时间内使物体的运动速度发生显著的变化 因此 碰撞时系统所受外力的冲量可以忽略不计 系统的总动量守恒 2 碰撞的分类 弹性碰撞 系统总动量 碰撞前后总动能 即碰撞过程中没有能量损失 光滑 守恒 不变 非弹性碰撞 系统总动量 碰撞过程中有部分动能损失 完全非弹性碰撞 物体相碰后连在一起以运动 系统总动量 碰撞过程中的动能损失最大 守恒 共同速度 守恒 2 反冲 1 概念 当一个静止物体向某一方向射出 或抛出 它的一部分时 这个物体的剩余部分将向相反方向运动 2 反冲运动中遵循动量守恒定律 反冲中有两种情况 反冲过程中有化学能或内能转化为机械能 机械能增加 反冲过程中只有重力势能或弹性势能转化为动能 虽然系统总动能增加 但机械能守恒 二 巩固训练 练习2 资料第223页练习4 a 练习1 资料第222页练习2 a 练习3 质量为2kg的小平板车b 静止在光滑水平面上 板的一端静止着一物体a ma 2kg 如图所示 一颗子弹质量为20g 以600m s的水平速度射穿a后 速度变为100m s 若a b间动摩擦因数为0 05 g 10m s2 求 1 子弹射穿a时 a的速度 2 当a与b相对静止时 它们的共同速度 va 5m s v 2 5m s 0 练习4 质量为m的气球上有一质量为m的人 静止在距地面为h的空中 现从气球上放下一条不计质量的软绳 以便人沿绳子匀速下滑 为了使人安全抵达地面 软绳的最短长度应为 a b c d a 练习5 质量为m 150kg的木船长l 4m 质量m 50kg的人站立在船头 它们静止在平静的水面上 不计水的阻力 人从船头走到船尾 求船移动的距离 x 1m 练习6 质量为m 200kg的平板车载着质量m 50kg的人在光滑水平地面上以v0 4 0m s的速度匀速前进 开始时人站在车上不动 某一时刻人从车尾相对车以v1 1 0m s的速度沿与车运动相反的方向水平跳下车 求人跳离车后平板车运动的速度 v 4 2m s 练习7 模拟题第51页练习2 ab 练习8 两只小船平行逆向航行 航线邻近 当它们头尾相齐时 由每一只船上各投质量m 50kg的麻袋到对面一只船上去 结果载重较小的一只船停了下来 另一只船以v 8 5m s的速度向原方向航行 设两只船及船上的载重量各为m1 500kg m2 1000kg 问在交换麻袋前两只船的速率各为多少 水的阻力不计 v1 1m s v2 9m s 练习9 用火箭发射人造地球卫星 假设最后一节火箭的燃料用完后 火箭壳体和卫星一起以速度v 7 0 103m s绕地球做匀速圆周运动 已知卫星质量m 500kg 最后一节火箭壳体的质量m 100kg 某时刻火箭壳体与卫星分离 分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度u 1 8 103m s 试分析计算 分离后卫星的速度增加到多大 火箭壳体的速度多大 分离后它们将如何运动 v1 7 3 103m s v