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第十六章
章末复习
1.应用动量定理的两类简单问题
(1)
应用I=△P求变力的冲量和平均作用力
如果物体受到变力作用,则不能直接用
I=Ft
求变力的冲量,这时可以求出在该力作用下的物体动量的变化量△P,等效代换变力的冲量
I
,进而可求得平均作用力。
(2)
应用△P
=
Ft
求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化
曲线运动中物体速度的方向时刻在改变,求动量变化量△P
=P’-P
需要应用矢量运算方法,比较复杂,如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换动量的变化量。
专题一、动量定理的综合应用
2.使用动量定理需要注意的事项
(1)一般来说,用牛顿第二定律能解决的问题,用动量定理也能解决,如果题目不涉及加速度和位移,用动量定理求解更简便。动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。这种情况下,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值。
(2)动量定理的表达式是矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F是物体或系统所受的合力。
3.应用动量定理解题的一般步骤
(1)选定研究对象,明确运动过程;
(2)进行受力分析和运动的初、末状态分析;
(3)选定正方向,根据动量定理列方程求解.
专题一、动量定理的综合应用
例1.
有一个质量为0.5kg的弹性小球从H=0.8m的高度落到水平地板上,每一次弹起的速度大小总等于落地前速度大小的0.6倍,且每次球与地板接触时间相等,均为0.2s,空气阻力不计,重力加速度g取10m/S2,求:
(1)球第一次与地板碰撞,地板对球的平均冲力为多少?
(2)球第一次和第二次与地板碰撞所受的冲量的大小之比是多少?
专题一、动量定理的综合应用
1.应用动量守恒定律解题的思路
(1)分析题意,明确研究对象,知道系统是由哪几个物体组成的;
(2)受力分析,弄清系统的内力和外力,判断是否满足动量成的守恒条件;
(3)明确研究过程,确定初、末状态的动量和表达式;
(4)建立动量守恒方程求解,必要时讨论说明。
专题二、动量守恒定律的理解和应用
2.动量守恒定律应用中的临界问题
在动量守恒定律的应用中,常常会遇到相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向运动等临界问题。
分析临界问题的关键是寻找临界状态,临界状态的出现是有条件的,这个条件就是临界条件,临界条件往往表现为某个(或某些)物理量的特定取值。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,对这些特定关系的判断是求解这类问题的关键。
专题二、动量守恒定律的理解和应用
3.动量守恒定律的多过程问题
多个物体相互作用时,物理过程往往比较复杂,分析此类问题时应注意:
(1)正确进行研究对象的选取,有时需对整体应用动量守恒定律,有时只需对部分应用动量守恒定律.研究对象的选取,一是取决于系统是否满足动量守恒的条件;二是根据所研究问题的需要。
(2)正确进行过程的选取和分析。通常对全程进行分段分析,并找出联系各阶段的状态量。列式时有时需分过程多次应用动量守恒定律,有时只需针对初末状态建立动量守恒的关系式。
专题二、动量守恒定律的理解和应用
专题二、动量守恒定律的理解和应用
例2.
在光滑水平面上,一质量为m,速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前反,则碰撞后B球的速度大小可能是( )
A.0.6v
B.0.4v
C.0.3v
D.0.2v
A
1.动量和能量的综合问题
动量和能量的综合问题往往涉及的物体多、过程多、题目综合性强,解题时要认真分析物体间相互作用的过程,将过程合理分段,明确在每一个子过程中有哪些物体组成的系统动量守恒,哪些物体组成的系统机械能守恒,然后针对不同过程和系统,选择动量守恒定律或机械能守恒定律或能量守恒定律列方程求解。
动量与能量的综合问题在碰撞中的求解技巧
(1)对于发生弹性碰撞的物体,其作用过程中系统机械能守恒,动量守恒;对于非弹性碰撞来说,系统的动量守恒,但机械能不守恒,系统损失的机械能等于转化的内能。
专题三、动量与其他知识的综合应用
(2)动量、能量问题解题思路
2.动量与电磁感应的综合
(1)对于两导体棒在平直的光滑导轨上运动的情况,如果两棒所受的外力之和为零,则考虑应用动量守恒定律处理问题。
(2)由B=m·△v、q=
·
可知,当题目中涉及电荷量或平均电流时,可应用动量定理来解决问题。
专题三、动量与其他知识的综合应用
根据题意选
取研究对象
分析动量关系
分析能量关系
确定物体作用
前后的功能关系
动量守恒方程
能量守恒方程
抓住相互作用时满足动量守恒这一联系点,将前后两个阶段联系在一起
3.求解动力学问题的“三大观点”
①力的观点:牛顿运动定律结合运动学公式;
②动量的观点:动量定理和动量守恒定律;
③能量的观点:动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律。
4.综合应用力学“三大观点”解题的步骤
①认真审题,明确题目所述的物理情境,确定研究对象;
②分析所选研究对象的受力情况及运动状态和运动状态的变化过程,画出草图;
③根据各阶段状态变化的规律确定解题方法,选择合理的规律列方程;
④代入数据(统一单位),计算结果,必要时要对结果进行讨论。
专题三、动量与其他知识的综合应用
专题三、动量与其他知识的综合应用
例3.
如图,三个质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块A向右的初速度v0,一段时间后A与B发生碰撞,碰后A、B分别以v0
、v0的速度向右运动,B再与C发生碰撞,碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间均极短。求B、C碰后瞬间共同速度的大小。
专题三、动量与其他知识的综合应用
例4.
如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的平板车,车的上表面是一段长L=1.0m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.25m的光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切。车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0kg的小物块紧靠弹簧放置,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5.整个装置处于静止状态。现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g=10m/s2.求:
(1)解除锁定前弹簧的弹性势能;
(2)小物块第二次经过O′点时的速度大小;
(3)小物块与车最终相对静止时距O′点的距离。
1、认真整理笔记,例题重做;
2、预习17.1能量量子化,完成大本习题。
作业: