动量与能量动量和能量（上）飞鸥网.ppt

动量和能量 上 一 功和能 二 功能关系 三 应用动能定理 动量定理 动量守恒定律的注意点例1例2例3例4 四 碰撞的分类 五 弹性碰撞的公式例5 综合应用例696年21练习1例7例896年20练习2练习3练习4练习5 一功和能 功 能 功能关系 功 w fscos 只适用恒力的功 功率 动能 势能 机械能 e ep ek mgh 1 2mv2 动能定理 机械能守恒定律 功是能量转化的量度 w e ep 1 2kx2 二 功能关系 功是能量转化的量度 重力所做的功等于重力势能的减少 电场力所做的功等于电势能的减少 弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少 合外力所做的功等于动能的增加 只有重力和弹簧的弹力做功 机械能守恒 重力 弹力以外的力所做的功等于机械能的增加 克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少 e f s s为相对路程 克服安培力所做的功等于感应电能的增加 三 应用动能定理分析一个具体过程时 要做到三个 明确 即明确研究对象 研究哪个物体的运动情况 明确研究过程 从初状态到末状态 及明确各个力做功的情况 还要注意是合力的功 应用动量定理 动量守恒定律的注意点 要注意研究对象的受力分析 研究过程的选择 还要特别注意正方向的规定 应用动量守恒定律还要注意适用条件的检验 应用动量定理要注意是合外力 例1 关于机械能守恒 下面说法中正确的是 a 物体所受合外力为零时 机械能一定守恒b 在水平地面上做匀速运动的物体 机械能一定守恒c 在竖直平面内做匀速圆周运动的物体 机械能一定守恒d 做各种抛体运动的物体 若不计空气阻力 机械能一定守恒 d 练习 按额定功率行驶的汽车 所受地面的阻力保持不变 则 a 汽车加速行驶时 牵引力不变 速度增大b 汽车可以做匀加速运动c 汽车加速行驶时 加速度逐渐减小 速度逐渐增大d 汽车达到最大速度时 所受合力为零 cd 例2 如图示的装置中 木块与水平面的接触是光滑的 子弹沿水平方向射入木块后留在木块内 将弹簧压缩到最短 现将子弹 木块和弹簧合在一起作为研究对象 系统 则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中 a 动量守恒 机械能守恒b 动量不守恒 机械能守恒c 动量守恒 机械能不守恒d 动量不守恒 机械能不守恒 d 例3 钢球从高处向下落 最后陷入泥中 如果空气阻力可忽略不计 陷入泥中的阻力为重力的n倍 求 1 钢珠在空中下落的高度h与陷入泥中的深度h的比值h h 2 钢珠在空中下落的时间t与陷入泥中的时间t的比值t t 解 1 由动能定理 选全过程 mg h h nmgh 0 h h nh h h n 1 2 由动量定理 选全过程 mg t t nmgt 0 t t nt t t n 1 说明 全程分析法是一种重要的物理分析方法 涉及到多个物理过程的题目可首先考虑采用全过程分析 例4 如图所示 三块完全相同的木块固定在水平地面上 设速度为v0子弹穿过木块时受到的阻力一样 子弹可视为质点 子弹射出木块c时速度变为v0 2 求 1 子弹穿过a和穿过b时的速度v1 v2 2 子弹穿过三木块的时间之比t1 t2 t3 解 1 由动能定理 f 3l 1 2 mv02 1 2 m v0 2 2 f 2l 1 2 mv02 1 2 mv22 f l 1 2 mv02 1 2 mv12 2 由动量定理 ft1 mv0 mv1 ft2 mv1 mv2 ft3 mv2 mv0 2 四碰撞的分类 完全弹性碰撞 动量守恒 动能不损失 质量相同 交换速度 完全非弹性碰撞 动量守恒 动能损失最大 以共同速度运动 非完全弹性碰撞 动量守恒 动能有损失 碰撞后的速度介于上面两种碰撞的速度之间 五 弹性碰撞的公式 由动量守恒得 m1v0 m1v1 m2v2 由系统动能守恒 质量相等的两物体弹性碰撞后交换速度 上式只适用于b球静止的情况 物块m1滑到最高点位置时 二者的速度 物块m1从圆弧面滑下后 二者速度若m1 m2物块m1从圆弧面滑下后 二者速度 如图所示 光滑水平面上质量为m1 2kg的物块以v0 2m s的初速冲向质量为m2 6kg静止的光滑圆弧面斜劈体 求 例5 解 1 由动量守恒得 m1v0 m1 m2 v v m1v0 m1 m2 0 5m s 2 由弹性碰撞公式 3 质量相等的两物体弹性碰撞后交换速度 v1 0v2 2m s 例6 一传送皮带与水平面夹角为30 以2m s的恒定速度顺时针运行 现将一质量为10kg的工件轻放于底端 经一段时间送到高2m的平台上 工件与皮带间的动摩擦因数为 0 866 求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能 解 设工件向上运动距离s时 速度达到传送带的速度v 由动能定理可知 mgscos30 mgssin30 0 1 2mv2 解得s 0 8m 说明工件未到达平台时 速度已达到v 所以工件动能的增量为 ek 1 2mv2 20j 工件重力势能增量为 ep mgh 200j 在工件加速运动过程中 工件的平均速度为v 2 因此工件的位移是皮带运动距离s 的1 2 即s 2s 1 6m 由于滑动摩擦力作功而增加的内能 e为 e f s mgcos30 s s 60j 电动机多消耗的电能为 ek ep e 280j 96年高考21在光滑水平面上有一静止的物体 现以水平恒力甲推这一物体 作用一段时间后 换成相反方向的恒力乙推这一物体 当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时 物体恰好回到原处 此时物体的动能为32j 则在整个过程中 恒力甲做的功等于焦耳 恒力乙做的功等于焦耳 解 a b s 1 2a1t2 f1t2 2m v at f1t m b c a s vt 1 2a2t2 f1t2 m f2t2 2m f2 3f1 a b c a由动能定理f1s f2s 32 w1 f1s 8jw2 f2s 24j 8j 24j 练习1 一物体静止在光滑水平面 施一向右的水平恒力f1 经t秒后将f1换成水平向左的水平恒力f2 又经过t秒物体恰好回到出发点 在这一过程中f1 f2对物体做的功分别是w1 w2 求 w1 w2 解一 画出运动示意图 由动量定理和动能定理 f1t mv1 1 f2t mv2 mv1 2 f1s 1 2 mv12 3 f2s 1 2 mv22 1 2 mv12 4 1 2 f1 f2 v1 v1 v2 3 4 f1 f2 v12 v12 v22 化简得v2 2v1 5 由动能定理 w1 1 2 mv12 w2 1 2 mv22 1 2 mv12 3 1 2 mv12 w2 3w1 解法二 将 代入 得f1 f2 1 3 w2 w1 f1s f2s 1 3 解法三 用平均速度 v1 2 v2 v1 2 v2 2v1 由动能定理 w1 1 2 mv12 w2 1 2 mv22 1 2 mv12 3 2 mv12 w2 3w1 例7 如图所示 质量为m的小车左端放一质量为m的物体 物体与小车之间的摩擦系数为 现在小车与物体以速度v0在水平光滑地面上一起向右匀速运动 当小车与竖直墙壁发生弹性碰撞后 物体在小车上向右滑移一段距离后一起向左运动 求物体在小车上滑移的最大距离 解 小车碰墙后速度反向 由动量守恒定律 m m v m m v0 最后速度为v 由能量守恒定律 1 2 m m v02 1 2 m m v2 mgs 例8 如图所示 质量为m的火箭 不断向下喷出气体 使它在空中保持静止 如果喷出气的速度为 则火箭发动机的功率为 a mg b mg c m 2 d 无法确定 解 对气体 f t mv 对火箭 f mg 对气体 p t 1 2 mv2 1 2 f tv p 1 2 fv 1 2 mgv b 1996年高考20 如下图所示 劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量为m1 m2的物块1 2拴接 劲度系数为k2的轻弹簧上端与物块2拴接 下端压在桌面上 不拴接 整个系统处于平衡状态 现施力将物块1缓缦地坚直上提 直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面 在此过程中 物块2的重力势能增加了 物块1的重力势能增加了 练习2 一个不稳定的原子核 质量为m 开始时处于静止状态 放出一个质量为m的粒子后反冲 已知放出粒子的动能为e0 则反冲核的动能为 a e0 b c d c 练习 某地强风的风速为v 空气的密度为 若在刮强风时把通过横截面积为s的风的动能50 转化为电能 则电功率为p 练习3 下列说法正确的是 a 一对摩擦力做的总功 有可能是一负值 有可能是零 b 物体在合外力作用下做变速运动 动能一定变化 c 当作用力作正功时 反作用力一定做负功 d 当作用力不作功时 反作用力一定也不作功 e 合外力对物体做功等于零 物体一定是做匀速直线运动 a 练习4 水平传送带匀速运动 速度大小为v 现将一小工件放到传送带上 初速度为零 它将在传送带上滑动一段距离后速度才达到v而与传送带保持相对静止 设工件质量为m 它与传送带间的滑动摩擦系数为 在这相对滑动的过程中 a 滑动摩擦力对工件所做的功为mv2 2 b 工件的机械能增加量为mv2 2 c 工件相对于传送带滑动的路程大小为v2 2 g d 传送带对工件做功为零 a