动量和能量观点的综合应用.ppt

《动量和能量观点的综合应用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、动量和能量观点的综合应用一、滑块——木板类模型1.把滑块、滑板看作一个整体，摩擦力为内力，则在光滑水平面上滑块和滑板组成的系统动量守恒。2.由于摩擦生热，机械能转化为内能，则系统机械能不守恒。应由能量守恒求解问题。1.有一质量为m＝20千克的物体，以水平速度v＝5米／秒的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质量为M＝80千克，物体在小车上滑行距离ΔL＝4米后相对小车静止。求：（1）物体与小车间的滑动摩擦系数。（2）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动的距离。解析画出运动示意图如图示vmMVmMLS由动量守恒定律（m+M)V=mvV=1m/s由能量守恒

2、定律μmgL=1/2×mv2-1/2×(m+M)V2∴μ=0.25对小车μmgS=1/2×MV2∴S=0.8m2.如图所示，两块质量均为m，长度均为L的木板放置在光滑的水平桌面上，木块1质量也为m(可视为质点)，放于木板2的最右端，木板3沿光滑水平桌面运动并与叠放在下面的木板2发生碰撞后粘合在一起，如果要求碰后木块1停留在木板3的正中央，木板3碰撞前的初速度v0为多大？(已知木块与木板之间的动摩擦因数为μ)解析设木板3的初速度为v0，对于3、2两木板的系统，设碰撞后的速度为v1，据动量守恒定律得：mv0＝2mv1①对于木板3、2整体与木块1组成的系统，设共同速度

3、为v2，则据动量守恒定律得：2mv1＝3mv2②木块1恰好运动到木板3的正中央，则据能量守恒有：3.如图所示，一质量M＝6kg的平板小车在光滑的水平面上以v0＝2m/s的速度做匀速直线运动，将一个质量m＝2kg的物块(可视为质点)无初速度地放在小车中央，最终物块停在小车上的某位置.已知物块与小车之间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10m/s2.求物块与小车因摩擦产生的内能Q和小车的最小长度L.解析物块相对小车静止时，二者有共同速度为v1，由动量守恒定律得：Mv0＝(M＋m)v1由功能关系得：代入数据得：Q＝3J设物块相对小车的位移为x，则由功能关系：μmgx＝Q因

4、为开始物块放在小车中央，故平板小车的最小长度L＝1.5m.得：x＝0.75m4.一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示．图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止．重力加速度为g.求：(1)木块在ab段受到的摩擦力f；(2)木块最后距a点的距离s.解析木块m和物体P组成的系统在相互作用过程中遵守动量守恒、能量守恒．(1)以木块开始运动至在斜面上上升到最大

5、高度为研究过程，当木块上升到最高点时两者具有相同的速度，根据动量守恒，有mv0＝(2m＋m)v①5.如图所示：给木板M＝2kg一个向左的初速度vo=14m/s,物块m=0.1kg静止在M的左端，物块带负电,q=0.2C,加一个如图所示的匀强磁场B=0.5T,木板足够长且表面是绝缘的，物体与木板之间有摩擦力的作用，设木板足够长，地面光滑,g=10m/s2，求：（1）、物块的最大速度？（2）、木板的最小速度？v0（3）、此过程中因摩擦而产生的内能是多少？（1）设物块与小车对静止由动量守恒：MV0=（M+m）V则V=13.3m/s因qVB=1.33N＞mg=1N故小车

6、、物块不会相对静止当洛仑兹力等于重力时，是B物体在小车上的最大速度，所以qvBmB=mg则vBm=10m/s（2）当B在小车的上的速度最大时，A的速度最小，所以，由动量守恒有Mv0=mvBm+MvA解之得vA=13.5m/s（3）由能量守恒得Q=1/2M v02-1/2M vA2-1/2m vBm2=8.75J1.运动性质：子弹对地在滑动摩擦力作用下匀减速直线运动；木块在滑动摩擦力作用下做匀加速运动。2.符合的规律：子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，则子弹和木块组成的系统动量守恒；但在子弹打木块过程中摩擦生热，则系统机械能不守恒，机械能向内能转化

7、。若子弹不穿出木块，则二者最后有共同速度，机械能损失最多。3.共性特征：一物体在另一物体上，在恒定的阻力作用下相对运动，系统动量守恒，机械能不守恒。ΔE=f滑d相对二、子弹打木块类模型解决问题的方法★运动学求解★图像法求解★动量和动能定理求解质量为M的木块静止在光滑水平面上，有一质量为m的子弹以水平速度v0射入并留在其中，若子弹受到的阻力恒为f，问：子弹在木块中前进的距离L为多大？模型研究光滑留在其中v0VS2S1L解：由几何关系：S1–S2=L…分别选m、M为研究对象，由动能定理得:以m和M组成的系统为研究对象，选向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=（M

8、+m）V………...对