1、第1章 章末整合提升1 网络构建 客观简明了然 2 分类突破 整合释疑点拨 3 章末整合提升 网络构建 客观简明了然 4 分类突破 整合释疑点拨 章末整合提升 一、动量定理及应用 1.内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量变化.2.公式:Ftmv2mv1,它为矢量式,在一维情况时选取正方向后可变为代数运算.3.研究对象是质点.应用动量定理分析或解题时,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.5 章末整合提升 4.解题思路:(1)确定研究对象,进行受力分析;(2)确定初末状态的动量mv1和mv2(要先规定正方向,以便确定动量的正负,还要把v1和v2换成相对于同一惯性参考系的速度)
2、;(3)利用Ftmv2mv1列方程求解.6 章末整合提升 例1 质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为_ kgm/s.若小球与地面的作用时间为0.2 s,则小球受到地面的平均作用力大小为_N(取g10m/s2).解析 由题知 vt4 m/s 方向为正,则动量变化 pmvtmv00.24 kgm/s0.2(6)kgm/s2 kgm/s.由动量定理 F 合tp得(Nmg)tp,则 Npt mg 20.2 N0.210 N12 N.2127 章末整合提升 借题发挥(1)动量、动量的变化量和动量
3、定理都是矢量或矢量式,应用时先规定正方向.(2)物体动量的变化率pt等于它所受的合外力,这是牛顿第二定律的另一种表达形式.8 章末整合提升 二、多过程问题中的动量守恒 1.正确选择系统(由哪几个物体组成)和过程,分析系统所受的外力,看是否满足动量守恒的条件.2.准确选择初、末状态,选定正方向,根据动量守恒定律列方程.9 章末整合提升 例2 如图1所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.开始时C静止,A、B一起以v05 m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B
4、再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.图110 章末整合提升 解析 长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上,两者碰撞时间极短,碰撞过程中滑块B与长木板A间的摩擦力可以忽略不计,长木板A与滑块C组成的系统,在碰撞过程中动量守恒,则mAv0mAvAmCvC两者碰撞后,长木板A与滑块B组成的系统,在两者达到共同速度之前系统所受合外力为零,系统动量守恒,mAvAmBv0(mAmB)v 长木板A和滑块B达到共同速度后,恰好不再与滑块C碰撞,则最后三者速度相等,vCv 联立以上各式,代入数值解得:vA2 m/s.答案 2 m/s 11 章末整合提升 例3 两块厚
5、度相同的木块A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为mA0.5 kg,mB0.3 kg,它们的下表面光滑,上表面粗糙;另有一质量mC0.1 kg的滑块C(可视为质点),以vC25 m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图2所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为3.0 m/s,求:(1)当C在A上表面滑动时,C和A组成的系统动量是否守恒?C、A、B三个物体组成的系统动量是否守恒?图212 章末整合提升 解析 当C在A上表面滑动时,由于B对A有作用力,C和A组成的系统动量不守恒.对于C、A、B三个物体组成的系统,所受外力的合力为零,动量守恒.答案 不守恒 守恒 13 章末
6、整合提升(2)当C在B上表面滑动时,C和B组成的系统动量是否守恒?C刚滑上B时的速度vC是多大?解析 当C在B上表面滑动时,C和B发生相互作用,系统不受外力作用,动量守恒.由动量守恒定律得:mCvCmBvA(mBmC)vBC A、B、C三个物体组成的系统,动量始终守恒,从C滑上A的上表面到C滑离A,由动量守恒定律得:mCvCmCvC(mAmB)vA 由以上两式联立解得vC4.2 m/s,vA2.6 m/s.答案 守恒 4.2 m/s 14 章末整合提升 三、动量和能量综合问题分析 1.动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式;而动能定理和能量守恒定律是标量表达式,不能写分量表达式
7、.2.动量守恒及机械能守恒都有条件.注意某些过程动量守恒,但机械能不守恒;某些过程机械能守恒,但动量不守恒;某些过程动量和机械能都守恒.但任何过程,能量都守恒.3.两物体相互作用后具有相同速度的过程损失的机械能最多.15 章末整合提升 例4 如图3所示,在一光滑的水平面上,有三个质量都是m的物体,其中B、C静止,中间夹着一个质量不计的弹簧,弹簧处于松弛状态,今物体A以水平速度v0撞向B,且立即与其粘在一起运动.求整个运动过程中.(1)弹簧具有的最大弹性势能;解析 A、B碰撞过程动量守恒,mv02mv1;图316 章末整合提升 A、B 碰撞后至弹簧被压缩到最短,三物体组成的系统动量守恒,机械能守
8、恒,故 2mv13mv2,122mv12123mv22Ep,可得 Ep 112mv02.答案 112mv0217 章末整合提升(2)物体C的最大速度.解析 弹簧恢复原长时,C物体的速度达到最大,由系统动量守恒和机械能守恒,得 3mv22mv3mvm,122mv12122mv3212mvm2,可得 vm23v0.答案 23v018 章末整合提升 例5 如图4所示,质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方,B球距地面的高度h0.8 m,A球在B球的正上方.先将B球释放,经过一段时间后再将A球释放.当A球下落t0.3 s时,刚好与B球在地面上方的P点处相碰.碰撞时间极短,碰后瞬间A球的
9、速度恰为零.已知mB3mA,重力加速度大小g10 m/s2,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.求:图419 章末整合提升(1)B球第一次到达地面时的速度;解析 设B球第一次到达地面时的速度大小为vB,由运动学公式有 vB 2gh将h0.8 m代入上式,得 vB4 m/s 答案 4 m/s 20 章末整合提升(2)P点距离地面的高度.解析 设两球相碰前后,A球的速度大小分别为v1和v1(v10),B球的速度分别为v2和v2.由运动学规律可知 v1gt 由于碰撞时间极短,重力的作用可以忽略,两球相碰前后的动量守恒,总动能保持不变.规定向下的方向为正,有 mAv1mBv2mBv2 21 章末整合提升 12mAv1212mBv2212mBv22设B球与地面相碰后的速度大小为vB,由运动学及碰撞的规律可得 vBvB 设P点距地面的高度为h,由运动学规律可知 hvB2v 222g22 章末整合提升 联立式,并代入已知条件可得 h0.75 m.答案 0.75 m