学粤教版选修35 1.5 自然界中的守恒定律 课件（2）（20张）.ppt

第五节自然界中的守恒定律 光滑水平面上放着一质量为m的槽 槽与水平面相切且光滑 如图所示 一质量为m的小球以v0向槽运动 若开始时槽固定不动 求小球上升的高度 槽足够高 若槽不固定 则小球又上升多高 一 动量守恒定律 机械能守恒定律 能量守恒定律的综合应用 槽固定时 设球上升的最大高度为h1 由机械能守恒定律得 mgh1 m 解得 h1 槽不固定时 设球上升的最大高度为h2 此时两者速度为v 由动量守恒定律得 mv0 m m v 由机械能守恒定律得 m m m v2 mgh2 解得槽不固定时 小球上升的最大高度为 h2 答案 2011湖北黄冈质检 两个质量分别为m1和m2的劈a和b 高度相同 放在光滑水平面上 a和b的倾斜面都是光滑曲面 曲面下端与水平面相切 如图所示 一质量为m的物块位于劈a的倾斜面上 距水平面的高度为h 物块从静止开始滑下 然后又滑上劈b 求物块在b上能够达到的最大高度 解析 设物块到达劈a的底端时 物块和a的速度大小分别为v和v1 由机 械能守恒和动量守恒得 mgh mv2 m1 m1v1 mv 设物块在劈b上达到的最大高度为h 此时物块和b的共同速度大小为v1 由机械能守恒和动量守恒得 mgh m2 m v1 2 mv2 mv m2 m v1 联立 式得 h h 答案 h 双选 带有1 4光滑圆弧轨道质量为m的滑车静止置于光滑水平面上 如图所示 一质量也为m的小球以速度v0水平冲上滑车 到达某一高度后 小球又返回车的左端 则 a 小球以后将向左做平抛运动 b 小球将做自由落体运动 c 此过程小球对小车做的功为m d 小球在弧形槽上上升的最大高度为 2g 2 双选 在质量为m的小车中挂有一单摆 摆球的质量为m0 小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面向右运动 与位于正前方的质量为m的静止木块发生碰撞 碰撞时间极短 如图所示 在此碰撞过程中 下列哪些说法是不可能发生的 a 小车 木块 摆球的速度都发生变化 分别变为v1 v2 v3 满足 m十m0 v mv1 mv2 m0v3 b 摆球的速度不变 小车和木块的速度分别变为v1和v2 满足mv mv1 mv2 c 摆球的速度不变 小车和木块的速度都变为v1 满足mv m m v1 d 小车和摆球的速度都变为v1 木块的速度变为v2 满足 m m0 v m m0 v1 mv2 3 2011江苏镇江质检 如图所示 弹簧的一端固定在竖直墙上 质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上 底部与水平面平滑连接 一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑 a 在以后的运动过程中 小球和槽的动量始终守恒 b 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功 c 被弹簧反弹后 小球和槽都做速率不变的直线运动 d 被弹簧反弹后 小球和槽的机械能守恒 小球能回到槽高h处 4 如图所示 一个质量为m的木块 从半径为r 质量为m的1 4光滑圆槽顶端由静止滑下 已知圆槽可沿着光滑平面自由滑动 求木块从槽口滑出时的速度大小为多少 如图所示 质量m1 0 3kg的小车静止在光滑的水平面上 车长l 15m 现有质量m2 0 2kg可视为质点的物块 以水平向右的速度v0 2m s从左端滑上小车 最后在车面上某处与小车保持相对静止 物块与车面间的动摩擦因数为 0 5 取g 10m s2 求 1 物块在车面上滑行的时间t 2 要使物块不从小车右端滑出 物块滑上小车左端的速度v0 不超过多少 二 牛顿的运动定律 动能定理 能量守恒 动量守恒的综合应用 解析 1 设物块与小车的共同速度为v 以水平向右为正方向 根据动量守恒定律有m2v0 m1 m2 v 设物块与车面间的滑动摩擦力为f 对物块应用动量定理有f m2g 由牛顿第二定律f m2a 而at v v0 解得t 代入数据得t 0 24s 2 要使物块恰好不从车厢滑出 物块到车面右端时与小车应有共同的速度v 则m2v0 m1 m2 v 由功能关系有m2v m1 m2 v m2gl 代入数据解得v0 5m s 故要使物块不从小车右端滑出 物块滑上小车的速度不能超过5m s 答案 1 0 24s 5 5m s 2011广东湛江质检 如图所示 固定在地面上的光滑圆弧面与车c的上表面平滑相接 在圆弧面上有一个滑块a 其质量为ma 2kg 在距车的水平面高h 1 25m处由静止下滑 车c的质量为mc 6kg 在车c的左端有一个质量mb 2kg的滑块b 滑块a与b均可看做质点 滑块a与b碰撞后粘合一起共同运动 最终没有从车c上滑出 已知滑块a和b与车c的动摩擦因数均为 0 5 车c与水平地面的摩擦忽略不计 g取10m s2 求 1 滑块a滑到圆弧面末端时的速度大小 2 滑块a与b碰撞后瞬间的共同速度的大小 3 车c的最短长度 解析 1 设滑块a滑到圆弧末端时的速度大小为v1 由机械能守恒定律有 magh ma 代入数据解得v1 5m s 2 设a b碰后瞬间的共同速度为v2 滑块a与b碰撞瞬间与车c无关 滑块a与b组成的系统动量守恒 mav1 ma mb v2 代入数据解得v2 2 5m s 3 设车c的最短长度为l 滑块a与b最终没有从车c上滑出 三者最终速度相同 令其为v3 根据动量守恒定律有 ma mb v2 ma mb mc v3 根据能量守恒定律有 ma mb gl ma mb ma mb mc 联立 式代入数据解得l 0 375m 答案 1 5m s 2 2 5m s 3 0 375m 如图所示 质量为m的木块静止于光滑的水平面上 一质量为m 速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出 设木块对子弹的阻力恒为ff 求 1 木块至