專題十三動量和能量

1、易考網(wǎng)絡（高考版）最新高考試卷、復習課件免費下載易考網(wǎng)絡（高考版）最新高考試卷、復習課件免費下載1專題十三專題十三動量和能量動量和能量重點難點重點難點重點難點重點難點1彈簧類問題彈簧類問題：系統(tǒng)內(nèi)有兩個物體之間用輕質(zhì)彈簧連在一起，連接的彈簧或為原長，或已壓縮而被鎖定這樣包括彈簧的系統(tǒng)與第三個物體相互作用（碰撞、子彈射入等）。這是這類問題的典型物理情境首先應注意上述兩種情況的區(qū)別：已完全壓縮的彈簧沒有緩沖作用，應將系統(tǒng)當作一個整體來處理；

2、沒壓縮的彈簧有緩沖作用，只有碰撞的兩個物體組成系統(tǒng)，與彈簧相連的另一端的物體沒有參與此類問題還應注意：把相互作用的總過程劃分為多個依次進行的子過程，分析確定哪些子過程機械能是守恒的，哪些子過程機械能不守恒還有一個常見的物理條件：當彈簧最長或最短（或彈簧中彈性勢能最大）時，彈簧兩端的物體速度相等2“子彈擊木塊子彈擊木塊”模型類問題模型類問題：子彈擊穿木塊時，兩者速度不相等；子彈未擊穿木塊時，兩者速度相等這兩種情況的臨界情況是：當子彈從木

3、塊一端到達另一端，相對木塊運動的位移等于木塊長度時，兩者速度相等此時系統(tǒng)的動量守恒，機械能不守恒可應用動能定理分別對子彈、木塊列式，也可應用動能關(guān)系對系統(tǒng)列式對系統(tǒng)的功能關(guān)系是：滑動摩擦力對系統(tǒng)做的功（W=fd，d為子彈擊入木塊的深度），等于系統(tǒng)功能的變化（ΔEk=Ek未Ek初）3“類子彈擊木塊類子彈擊木塊”模型問題：模型問題：此時相互作用力不是介質(zhì)阻力或滑動摩擦力，而是重力、彈力，此時機械能是守恒的如彈性碰撞時：動量守恒、動能守恒，

4、以兩個運動物體發(fā)生彈性碰撞為例：兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前速度分別為υ10、υ20，碰撞后速度分別為υ1，υ2，且碰撞是彈性正碰，則有：動量守恒即m1υ10m2υ20=m1υ1m2υ2①動能守恒即m1υm2υ=m1υm2υ②21f(1)210o(2)21f(1)220o(2)21f(1)21o(2)21f(1)22o(2)將①式變形有：m1（υ10υ1）=m2（υ2υ20）③將②式變形有：m1（υ10υ1）（υ10υ1）=m2

5、（υ2υ20）（υ2υ20）④將④③有：υ10υ1=υ2υ20⑤由①和⑤解得：υ1=υ10υ20，υ2=υ102121mmmm??f(m1m2)2122mmm?f(2m2)2112mmm?f(2m1)2112mmmm??f(m2m1)當υ20＝0時，υ1＝υ10，υ2=υ102121mmmm??f(m1m2)2112mmm?f(2m1)當m1=m2時，υ1＝υ20，υ2=υ10，即兩物體交換速度規(guī)律方法規(guī)律方法規(guī)律方法規(guī)律方法【例1】

6、（05年南京）如圖所示，光滑水平面上有A、B、C三個物塊，其質(zhì)量分別為mA=2.0kg，mB=1.0kg，mC=1.0kg現(xiàn)用一輕彈簧將A、B兩物塊連接，并用力緩慢壓縮彈簧使A、B兩物塊靠近，此過程外力做108J（彈簧仍處于彈性限度內(nèi)），然后同時釋放A、B，彈簧開始逐漸變長，當彈簧剛好恢復原長時，C恰以4ms的速度迎面與B發(fā)生碰撞并粘連在一起求：易考網(wǎng)絡（高考版）最新高考試卷、復習課件免費下載易考網(wǎng)絡（高考版）最新高考試卷、復習課件免

7、費下載3碰撞后C與A、B之間有相對滑動，此時A、B與地面間滑動摩擦力大小為f3，f3＝μ2（mAmBmC）g=04mg，可見F＝f3，即三物體組成的系統(tǒng)受合外力為零，動量守恒，設它們達到的共同速度為υ3，此時A、B向前滑動的距離為s1，C恰好滑到B板的右端，此后三者一起做勻速運動，C不會脫離木板，設對應的木塊長度為l由動量守恒有：mcυ1（mAmB）υ2=（mCmAmB）υ3得υ3=06ms3r(3)對A、B整體，由動能定理有：f1s1

8、f3s1=（mAmB）（υυ），得s1=1.5m21f(1)2322o(2)對C，由動能定理有：F（2ls1）f1（2ls1）=mC（υυ），得l=0.3m21f(1)2321o(2)o(2)訓練題訓練題（05年廣州）如圖所示，O點左側(cè)是粗糙的，右側(cè)是光滑的一輕質(zhì)彈簧右端與墻壁o(2)固定，左端與靜止在O點的質(zhì)量為m的小物塊A連接，彈簧處于原長狀態(tài)質(zhì)量也為m的物塊B在大小為F的水平恒力作用下由C處從靜止開始向右運動，已知物塊B與地面EO

9、段的滑動摩擦力大小為物塊B運動到O點與物塊A相碰并一起向右運動（設碰撞時間極短），運動到4Ff(F)D點時撤云外力F已知CO＝4s，OD=s，求撤去外力后：（1）彈簧的最大彈性勢能（2）物塊B最終離O點的距離（設碰后A、B一起運動但不粘連）答案：（答案：（1）Ep=5Fs2（2）L=03m【例3】空間探測器從行星旁邊繞過時，由于行星的引力作用，可以使探測器的運動速率增大，這種現(xiàn)象被稱之為“彈弓效應”在航天技術(shù)中，“彈弓效應”是用來

10、增大人造小天體運動速率的一種有效方法（1）如圖所示是“彈弓效應”的示意圖：質(zhì)量為m的空間探測器以相對于太陽的速度u0飛向質(zhì)量為M的行星，此時行星相對于太陽的速度為u0，繞過行星后探測器相對于太陽的速度為υ，此時行星相對于太陽的速度為υ，由于mM，υ0、υ、u0、u的方向均可視為相互平行試寫出探測器與行星構(gòu)成的系統(tǒng)在上述過程中“動量守恒”“及始末狀態(tài)總動能相等”的方程，并在mM的條件下，用υ0和u0來表示υ（2）若上述行星是質(zhì)量為M

11、＝5671026kg的土星，其相對太陽的軌道速率u0=9.6kms，而空間探測器的質(zhì)量m＝150kg，相對于太陽迎向土星的速率υ0＝10.4kms，則由于“彈弓效應”，該探測器繞過火星后相對于太陽的速率將增為多少？（3）若探測器飛向行星時其速度υ0與行星的速度u0同方向，則是否仍能產(chǎn)生使探測器速率增大的“彈弓效應”？簡要說明理由【解析】（1）以探測器初始時速度υ0的反方向為速度的正方向由動量守恒定律有：mυ0Mu0=mυMu由動能守恒