第三課時動量和能量

第三課時動量和能量第1頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第一關(guān):基礎(chǔ)關(guān)展望高考第2頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月基礎(chǔ)知識一? 力學(xué)的知識體系知識講解力學(xué)研究的是物體的受力作用與運(yùn)動變化的關(guān)系,以三條線索(包括五條重要規(guī)律)為紐帶建立聯(lián)系,如下表所示:第3頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月二? 解決動力學(xué)問題的三個基本觀點(diǎn)知識講解1.牛頓運(yùn)動定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式(我們稱為力的觀點(diǎn)),這是解決力學(xué)問題的基本思路和方法,此種方法往往求得的是瞬時關(guān)系.利用此種方法解題必須考慮運(yùn)動狀態(tài)改變的細(xì)節(jié).從中學(xué)研究的范圍來看,只能用于勻變速運(yùn)動(包括直線和曲線運(yùn)動).第5頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2.動量定理和動量守恒定律(動量觀點(diǎn)).3.動能定理和能量守恒定律(能量觀點(diǎn)).這兩個觀點(diǎn)研究的是物體或系統(tǒng)運(yùn)動變化所經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的改變,它要求無需對過程是怎樣變化的細(xì)節(jié)深入的研究,而更關(guān)心的是運(yùn)動狀態(tài)變化即改變結(jié)果量及其引起變化的原因.

第6頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月對于不涉及物體運(yùn)動過程中的加速度,而涉及運(yùn)動時間的問題,特別是對于打擊?碰撞一類問題,是時間短且沖力隨時間變化,則應(yīng)用動量定理求解.對于不涉及物體運(yùn)動過程中的加速度和時間問題,無論是恒力做功還是變力做功,一般都利用動能定理求解;如果只有重力和彈力做功而又不涉及運(yùn)動過程的加速度和時間問題,則采用機(jī)械能守恒定律.第7頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月對于碰撞?反沖一類問題,應(yīng)用動量守恒定律求解.對于相互作用的兩物體,若明確兩物體相對滑動的距離,應(yīng)考慮選用能量守恒(或功能關(guān)系)建立方程.其中要注意應(yīng)用動量定理?動能定理,動量守恒定律等規(guī)律來解題時,物體的位移和速度都要相對同一個參考系.一般都統(tǒng)一以地球為參考系.第8頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第二關(guān):技法關(guān)解讀高考第9頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月解題技法一? 滑動摩擦力做功的特點(diǎn)技法講解滑動摩擦力做功的特點(diǎn)先研究一個實(shí)例:如圖所示,質(zhì)量為m的木塊以速度v0滑上原來靜止的質(zhì)量為M的木板,木板長為L,木板與木塊之間動摩擦因數(shù)為μ,水平地面光滑.當(dāng)木塊滑到木板的另一端時,木塊和木板的速度分別為v1?v2,木板對地的位移為s.第10頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月在兩者相互作用的過程中,木塊m在滑動摩擦力作用下向右做勻減速運(yùn)動,木板向右做勻加速運(yùn)動,分別對它們用動能定理.對木塊:

-μmg(L+s)= ①

對木板:μmgs= ②

以上兩式相加得:

-μmgL=

整理得:μmgL= ③第11頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月對上述幾個方程進(jìn)行討論:①式中木塊減少的動能分為兩部分,一部分通過摩擦力對木板做正功,轉(zhuǎn)移到木板上成為木板的動能;另一部分通過克服摩擦力做功,轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能.第12頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月③式中,等號右邊是木塊和木板在運(yùn)動過程中減少的機(jī)械能,而系統(tǒng)減少的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能,即熱量.可見,在這類“摩擦生熱”的問題中,系統(tǒng)在相互作用過程中產(chǎn)生的熱能(等于減少的機(jī)械能)等于系統(tǒng)之間的摩擦力和物體相對位移的乘積.即:Q=μmgs相對.此式可作為一個公式直接應(yīng)用.第13頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月綜上所述,滑動摩擦力做功有以下特點(diǎn):(1)滑動摩擦力可以對物體做正功,也可以對物體做負(fù)功,還可以不做功(比如物體在有摩擦的地面上滑動時,地面受的摩擦力對地面就不做功).(2)一對滑動摩擦力做功的過程中,能量的轉(zhuǎn)化有兩種情況:一是相互摩擦的物體之間有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移;二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積.(3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對滑動摩擦力所做的功總是負(fù)值,其絕對值恰等于滑動摩擦力與相對位移的乘積,即恰等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能.第14頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析【例1】一質(zhì)量為M?長為L的長方形木板B放在光滑的水平地面上,在其左端放一質(zhì)量為m的小木塊A,m<M.現(xiàn)以地面為參考系,給A和B以大小相等?方向相反的初速度,如圖所示,使A開始向右運(yùn)動,B開始向左運(yùn)動,但是,最后A剛好沒有滑離B板.求小木塊A向右運(yùn)動到達(dá)的最遠(yuǎn)處(從地面上看)離出發(fā)點(diǎn)的距離.第15頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

[解析]小木塊A先向右減速運(yùn)動到速度vA=0,后又向左加速直至與木塊B具有相同速度v2,木塊B一直向左減速運(yùn)動直至與A具有相同速度v2,以后A?B以v2勻速向左運(yùn)動,整個過程中木板與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒.由動量守恒定律有:

Mv0-mv0=(M+m)v2第16頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月二? 子彈打擊木塊模型技法講解1.木塊固定,子彈留在其中,對子彈有:可求得射入的深度d.第18頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2.木塊固定,子彈穿出.

(設(shè)木塊厚度為L)

對子彈由動能定理得:

由此可求得v0.第19頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月3.木塊不固定,子彈留在其中.(設(shè)地面光滑)如圖所示,子彈位移為s1,木塊位移為s2,末速度為v.第20頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月4.木塊不固定,子彈最后穿出,設(shè)穿出時木塊速度為v2,子彈速度為v1,如圖所示.第23頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析【例2】一質(zhì)量為M的木塊靜止于光滑水平地面上,一質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射入木塊并最終停留在木塊中.在子彈射入木塊的過程所受的阻力恒定,如圖所示,試求子彈進(jìn)入木塊的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q和木塊相對地面的位移大小s1.第25頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月三? 用動量和能量的觀點(diǎn)分析解決問題的基本思路技法講解用動量和能量的觀點(diǎn)分析解決問題的基本思路:用動量和能量的觀點(diǎn)分析解決問題時,應(yīng)首先判斷是否滿足動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的條件,這兩個守恒定律一般用來求物體在某狀態(tài)時的速度.

第28頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月若不滿足動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的條件,再從研究對象上分析,若研究的對象是單個物體,應(yīng)優(yōu)先考慮用動量定理或動能定理(涉及力和時間的問題用動量定理,涉及力和位移的問題用動能定理);若研究的對象是一個系統(tǒng),或涉及到功能關(guān)系,則應(yīng)考慮從能量守恒定律的角度分析解決.總之,需要用動量和能量觀點(diǎn)處理的題目特點(diǎn)是過程復(fù)雜?難度大?綜合性強(qiáng)?靈活性高,這就要求我們掌握分析解決這類問題的特點(diǎn)和方法,切實(shí)提高審題能力和過程分析能力.第29頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析【例3】如圖所示,光滑軌道上,小車A?B用輕彈簧連接,將彈簧壓縮后用細(xì)繩系在A?B上.然后使A?B以速度v0沿軌道向右運(yùn)動,運(yùn)動中細(xì)繩突然斷開,當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時,A的速度剛好為0,已知A?B的質(zhì)量分別為mA?mB,且mA<mB.求:第30頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)被壓縮的彈簧具有的彈性勢能Ep.(2)試定量分析?討論在以后的運(yùn)動過程中,小車B有無速度為0的時刻.第31頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第三關(guān):訓(xùn)練關(guān)笑對高考第34頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月隨堂·訓(xùn)練1.水平傳送帶以速度v勻速運(yùn)動,現(xiàn)將一小工件輕輕放到傳送帶上,它將在傳送帶上滑動一段時間后才與傳送帶保持相對靜止,設(shè)工件的質(zhì)量為m,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,在相對滑動過程中()第35頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月A.傳送帶對工件做的功為

B.產(chǎn)生的內(nèi)能為

C.傳送帶對工件做的功為零

D.傳送帶作用于工件的沖量為mv第36頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月解析:當(dāng)工件的速度增為v時,與傳送帶相對靜止,此前工件的加速度a=μg,相對地面的位移運(yùn)動時間相對傳送帶落后的距離s相對=過程中產(chǎn)生的內(nèi)能Q=μmg×s相對=,傳送帶對工件做的功 (動能定理),傳送帶作用于工件的沖量指的是傳送帶對工件的支持力和摩擦力的沖量的矢量和,而mv僅為摩擦力對工件的沖量(也是合外力對工件的沖量).答案:AB第37頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2.如圖所示,木塊A放在木塊B上左側(cè),用恒力F將A拉到B的右端,第一次將B固定在地面上,F做功為W1,生熱為Q1;第二次讓B可以在光滑地面上自由滑動,這次F做的功為W2,生熱為Q2,則應(yīng)有()第38頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月A.W1<W2,Q1=Q2 B.W1=W2,Q1=Q2C.W1<W2,Q1<Q2 D.W1=W2,Q1<Q2解析:因摩擦生熱Q=μmgs相對=μmgl(l為B的長度),故Q1=Q2又∵W=Fs,當(dāng)B固定時,F的位移s1=l,當(dāng)B不固定時,F的位移s2>l∴W1<W2,因而正確選項為A.答案:A第39頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月3.如圖所示,小球A和小球B質(zhì)量相同,球B置于光滑水平面上,當(dāng)球A從高為h處由靜止擺下,到達(dá)最低點(diǎn)恰好與B相撞,并粘合在一起繼續(xù)擺動,它們能上升的最大高度是()第40頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月答案:C第41頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月答案:AB第43頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月5.(山東理綜)一個物體靜置于光滑水平面上,外面扣一質(zhì)量為M的盒子,如右圖所示.現(xiàn)給盒子一初速度v0,此后,盒子運(yùn)動的v-t圖象呈周期性變化,如下圖所示.請據(jù)此求