第16章 章末分层突破

1、.章末分层打破自我校对质量速度mvv动量的变化ppIp1p2p1p2机械能守恒定律有损失损失最多_动量定理及其应用1.冲量的计算 1恒力的冲量：公式IFt适用于计算恒力的冲量2变力的冲量：通常利用动量定理Ip求解可用图象法计算在F­t图象中阴影部分如图16­1的面积就表示力在时间tt2t1内的冲量图16­12动量定理Ftmv2mv1的应用1它说明的是力对时间的累积效应应用动量定理解题时，只考虑物体的初、末状态的动量，而不必考虑中间的运动过程2应用动量定理求解的问题求解曲线运动的动量变化量求变力的冲量问题及平均力问题求互相作用时间利用动量定理定性分析现象一个铁球，从

2、静止状态由10 m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4 s，该铁球的质量为336 g，求：1从开场下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？2从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？3泥潭对小球的平均作用力为多少？保存两位小数，g取10 m/s2【解析】1小球自由下落10 m所用的时间是t1 s s，重力的冲量IGmgt10.336×10× N·s4.75 N·s，方向竖直向下2设向下为正方向，对小球从静止开场运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mgt1t2Ft20泥潭的阻力F对小球的冲量Ft2mgt1t20.336×1

3、0×0.4 N·s6.10 N·s，方向竖直向上3由Ft26.10 N·s得F15.25 N.【答案】14.75 N·s26.10 N·s315.25 N动量守恒定律应用中的临界问题解决互相作用物体系统的临界问题时，应处理好下面两个方面的问题：1寻找临界状态题设情景中看是否有互相作用的两物体相距最近、恰好滑离、防止相碰和物体开场反向运动等临界状态2挖掘临界条件在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系3常见类型1涉及弹簧类的临界问题对于由弹簧组成的系统，在物体间发生互相作用的过程中，当弹簧被压缩到最

4、短或拉伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等2涉及互相作用边界的临界问题在物体滑上斜面斜面放在光滑程度面上的过程中，由于物体间弹力的作用，斜面在程度方向上将做加速运动，物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿程度方向具有共同的速度，物体到达斜面顶端时，在竖直方向上的分速度等于零3子弹打木块类的临界问题：子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度一样，子弹位移为木块位移与木块厚度之和如图16­2所示，甲车质量m1m，在车上有质量为M2m的人，甲车连同车上的人从足够长的斜坡上高h处由静止滑下，到程度面上后继续向前滑动，此时质量m22m的乙车正以v0的速度迎面滑来，

5、h，为了使两车不可能发生碰撞，当两车相距适当间隔 时，人从甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的程度速度相对地面应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看做质点图16­2【解析】设甲车包括人滑下斜坡后速度为v1，由机械能守恒定律得m1Mvm1Mgh得：v12v0设人跳离甲车的程度速度相对地面为v，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为v1和v2，那么人跳离甲车时：Mm1v1Mvm1v1即2mmv12mvmv1人跳上乙车时：Mvm2v0Mm2v2即2mv2mv02m2mv2解得v16v02vv2vv0两车不可能发生碰撞的临界条件是v1&

6、#177;v2当v1v2时，由解得vv0当v1v2时，由解得vv0故v的取值范围为v0vv0.【答案】v0vv0动量守恒和能量守恒的综合应用1.解决该类问题用到的规律动量守恒定律，机械能守恒定律，能量守恒定律，功能关系等2解决该类问题的根本思路1认真审题，明确题目所述的物理情景，确定研究对象2假如物体间涉及多过程，要把整个过程分解为几个小的过程3对所选取的对象进展受力分析，断定系统是否符合动量守恒的条件4对所选系统进展能量转化的分析，比方：系统是否满足机械能守恒，假如系统内有摩擦那么机械能不守恒，有机械能转化为内能5选取所需要的方程列式并求解如图16­3所示，AOB是光滑程度轨道，B

7、C是半径为R的光滑的固定圆弧轨道，两轨道恰好相切于B点质量为M的小木块静止在O点，一颗质量为m的子弹以某一初速度程度向右射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点C木块和子弹均看成质点图16­31求子弹射入木块前的速度2假设每当小木块返回到O点或停顿在O点时，立即有一颗一样的子弹射入小木块，并留在其中，那么当第9颗子弹射入小木块后，小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少？【解析】1第一颗子弹射入木块的过程，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0mMv1系统由O到C的运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：mMvmMgR由以上两式

8、解得：v0.2由动量守恒定律可知，第2、4、6颗子弹射入木块后，木块的速度为0，第1、3、5颗子弹射入后，木块运动当第9颗子弹射入木块时，以子弹初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv09mMv9设此后木块沿圆弧上升的最大高度为H，由机械能守恒得：9mMv9mMgH由以上各式可得：H2R.【答案】122R(1)两物体不发生相撞的临界条件是两物体的速度同向同速.(2)子弹进入木块的过程中因摩擦而损失的机械能转化为系统的内能.1如图16­4所示，方盒A静止在光滑的程度面上，盒内有一小滑块B，盒的质量是滑块的2倍，滑块与盒内程度面间的动摩擦因数为.假设滑块以速度v开场向左运动，与盒的左、

9、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动屡次，最终相对于盒静止，那么此时盒的速度大小为_，滑块相对于盒运动的路程为_图16­4【解析】由于程度面光滑，那么滑块与盒碰撞时动量守恒，故有：mvMmv1，且M2m相对静止时的共同速度v1由功能关系知：mgsmv2Mmv解得滑块相对盒的路程s.【答案】2两滑块a、b沿程度面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段两者的位置x随时间t变化的图像如图16­5所示求：图16­51滑块a、b的质量之比；2整个运动过程中，两滑块抑制摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比【解析

10、】1设a、b的质量分别为m1、m2，a、b碰撞前的速度为v1、v2.由题给图像得v12 m/sv21 m/sa、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v.由题给图像得v m/s由动量守恒定律得m1v1m2v2m1m2v联立式得m1m218.2由能量守恒得，两滑块因碰撞而损失的机械能为Em1vm2vm1m2v2由图像可知，两滑块最后停顿运动由动能定理得，两滑块抑制摩擦力所做的功为Wm1m2v2联立式，并代入题给数据得WE12.【答案】1182123如图16­6所示，光滑冰面上静止放置一外表光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上某时刻小孩将冰块以相

11、对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h0.3 mh小于斜面体的高度小孩与滑板的总质量为m130 kg，冰块的质量为m210 kg，小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小g10 m/s2.图16­61求斜面体的质量；2通过计算判断，冰块与斜面体别离后能否追上小孩？【解析】1规定向右为速度正方向冰块在斜面体上运动到最大高度时两者到达共同速度，设此共同速度为v，斜面体的质量为m3.由程度方向动量守恒和机械能守恒定律得m2v20m2m3vm2vm2m3v2m2gh式中v203 m/s为冰块推出时的速度联立式并代入题给数据得m320 kg.2

12、设小孩推出冰块后的速度为v1，由动量守恒定律有m1v1m2v200代入数据得v11 m/s设冰块与斜面体别离后的速度分别为v2和v3，由动量守恒和机械能守恒定律有m2v20m2v2m3v3m2vm2vm3v联立式并代入数据得v21 m/s由于冰块与斜面体别离后的速度与小孩推出冰块后的速度一样且处在前方，故冰块不能追上小孩【答案】120 kg2见解析4某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板面积略大于S；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在程度方向朝四周均匀散开忽略空气阻力水的密度为，重力加速度大小为g.求1喷泉单位时间内喷出的水的质量；2玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度【解析】1设t时间内，从喷口喷出的水的体积为V，质量为m，那么mVVv