动量、能量的综合应用

,知识定位,本专题是今年考纲做了重大调整的知识，大概率会以计算题的形式命题，应该会是今年高考的压轴题。,应考策略,由于本专题综合性强，因此要在审题上狠下功夫，认真进行受力、运动过程分析，挖掘隐含条件，有针对性的选择相应的规律和方法。,动力学、动量和能量观点的综合应用专题,知识回顾,4.通常取地面为参考系。,5.动能定理没有分量式。,2.动量守恒定律只在一定条件下成立。,3.能量守恒定律具有普适性。,7.摩擦生热公式Q=fs相。,6.在纯电阻回路中,只有动生电动势时,克服安培力做功在等于回路产生的电热。,例1滑块类如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0kg的平板车，车的上表面是一段长L1.5m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R0.25m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O处相切.现将一质量m1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g10m/s2，求：小物块滑上平板车的初速度v0的大小。,解析答案,合作探究,1.受力分析，运动分析。,例1滑块类如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0kg的平板车，车的上表面是一段长L1.5m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R0.25m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O处相切.现将一质量m1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g10m/s2，求：小物块滑上平板车的初速度v0的大小。,合作探究,1.受力分析，运动分析。,例1滑块类如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0kg的平板车，车的上表面是一段长L1.5m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R0.25m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O处相切.现将一质量m1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g10m/s2，求：小物块滑上平板车的初速度v0的大小。,合作探究,2.恰能到最高点能说明什么？,2.用什么方法？,解析平板车和小物块组成的系统在水平方向上动量守恒，设小物块到达圆弧轨道最高点A时，二者的共同速度为v1由动量守恒定律得：mv0(Mm)v1由能量守恒定律得：,答案5m/s,联立并代入数据解得：v05m/s,例1滑块类如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0kg的平板车，车的上表面是一段长L1.5m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R0.25m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O处相切.现将一质量m1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g10m/s2，求：小物块滑上平板车的初速度v0的大小。拓展1.小物块在车上滑动时最多可以放出多少热量？,解析答案,合作探究,1.怎样求最大值？,2.建立完全非弹性碰撞模型,例1滑块类如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0kg的平板车，车的上表面是一段长L1.5m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R0.25m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O处相切.现将一质量m1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g10m/s2，求：小物块滑上平板车的初速度v0的大小。拓展1.小物块在车上滑动时最多可以放出多少热量？,解析答案,解析答案,拓展1.小物块在车上滑动时最多可以放出多少热量？,解析假设二者能具有共同速度则放出热量最多，设共同速度为v2，相对滑过的路程为S,由能量守恒定律得：,解得：S2m2L假设成立。,所以：QmgS=10J。,提升：常用假设法分析被动力。,由动量守恒定律得：mv0(Mm)v2,1.A,B碰后粘在一起，再向右运动推动C求：整个运动过程中，弹簧的最大弹性势能。,识模（迁移）,2.光滑导轨，a、b棒质量为m，电阻为R，运动过程中没有碰撞，求：最多可以放出多少热量？,3.B足够高，各接触面均光滑，A,C碰后粘在一起。求：A,C在曲面B上能够达到的最大高度。,识模（迁移）,例1滑块类如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0kg的平板车，车的上表面是一段长L1.5m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R0.25m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O处相切.现将一质量m1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g10m/s2，求：,若不计一切摩擦，小车最终的速度是多大？,课后思考,例1滑块类如图所示，光滑水平面上有一质量M4.0kg的平板车，车的上表面是一段长L1.5m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R0.25m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O处相切.现将一质量m1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g10m/s2，求：(1)小物块滑上平板车的初速度v0的大小；,方法总结,2.学会建立物理模型（完全非弹性碰撞、完全弹性碰撞）,3.熟练掌握两定理、两守恒定律。,(2)小物块在车上滑动时最多可以放出多少热量？,1.注重受力分析与运动过程分析。,方法总结,4.(1)单个物体：宜选用动量定理、动能定理和牛顿运动定律.若涉及时间的问题，应优先选用动量定理；若涉及位移的问题，应优先选用动能定理；若涉及加速度的问题，只能选用牛顿第二定律。(2)多个物体组成的系统：优先考虑两个守恒定律，若涉及碰撞、爆炸、反冲、绳突然绷紧等问题时，除系统动量（近似）守恒外，可能还隐含有系统机械能与其他能之间的转化。,例2双滑杆类（等距）【2017浙江省绍兴市高三学考选考科目适应性考试】如图所示，足够长的光滑水平直导线的间距为L，电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为L的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R，现给a棒一个水平向右的初速度v0，a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞，求：（1）当a棒的速度减为v0/2时，b棒刚好碰到了障碍物，经过很短时间t0速度减为零（不反弹），求碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小；（2）b棒碰到障碍物后，a棒继续滑行的距离。,设b棒碰上障碍物瞬间的速度为V2，之前两棒组成的系统动量守恒，则，解得，b棒碰障碍物过程中，根据动量定理得，解得,（1）当a棒的速度减为v0/2时，b棒刚好碰到了障碍物，经过很短时间t0速度减为零（不反弹），求碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小；,物理学是实验科学，同学们要熟练运用近似思想处理问题。,mv0+0=mv0/2+2mv2,v2=v0/4,t0=02mv0/4,F=mv0/(2t0),例2双滑杆类（等距）间距为L，电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为L的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R，现给a棒一个水平向右的初速度v0，a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞，求：a棒继续滑行的距离。,解：对a棒，当时，a棒的速度为，根据动量定理，有：，代入后得，把各式累加，得，a棒继续前进的距离。,利用电量作为桥梁把导体棒的位移和速度联系起来，是高中阶段处理非匀变速直线运动的重要技巧之一,对a棒根据动量定理，有,q=？,由电磁感应得,例2双滑杆类（等距）间距为L，电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为L的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R，现给a棒一个水平向右的初速度v0，a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞，求：a棒继续滑行的距离。,解法二,巩固提高,练习1.双滑杆类（不等距）如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够长。试求：1.ab、cd棒的最终速度；2.全过程中感应电流产生的焦耳热。,练习2.流体类如图所示，质量为3.0kg的小车在光滑水平轨道上以2.0m/s速度向右运动一股水流以2.4m/s的水平速度自右向左射向小车后壁，已知水流流量为m3/s，射到车壁的水全部流入车厢内那么，经多长时间可使小车开始反向运动？（水的密度为kg/m3）,练习1.双滑杆类（不等距）如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够长。试求：1.ab、cd棒的最终速度；2.全过程中感应电流产生的焦耳热。,巩固提高,(1)：ab自由下滑，机械能守恒：由于ab、cd串联在同一电路中，任何时刻通过的电流总相等，金属棒有效长度，故它们的磁场力为：在磁场力作用下，ab、cd各作变速运动，产生的感应电动势方向相反，当时，电路中感应电流为零()，安培力为零，ab、cd运动趋于稳定，此时所以ab、cd受安培力作用，动量均发生变化，由动量定理得：联立以上各式解得：，,1.ab、cd棒的最终速度；,练习2.双滑杆类（不等距）如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。ab、cd是质量均为m的金属棒，现让ab从离水平轨道h高处由静止下滑，设导轨足够