動量和能量觀點的綜合應(yīng)用微專題

1、D.子彈和木塊一起上升的最大高度為2g2 2mv0M+ m動量和能量觀點的綜合應(yīng)用微專題(2)一、爆炸類問題解決爆炸類問題時，要抓住以下三個特征：1 動量守恒：由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的，爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)大于受到的外力，所以在爆炸過 程中，系統(tǒng)的動量守恒.2 動能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動能，因此爆炸后系統(tǒng)的總動能增加.3 位置不變：爆炸的時間極短，因而作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計，可以認(rèn)為爆炸后， 物體仍然從爆炸的位置以新的動量開始運動.【例1,作圖建?！繌哪掣叨茸杂上侣湟粋€質(zhì)量為M的物體，當(dāng)物體下落 h時，突然炸裂成兩塊，已知

2、質(zhì)量為m的一塊碎片恰能沿豎直方向回到開始下落的位置，求：(1) 剛炸裂時另一塊碎片的速度；(2) 爆炸過程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為彈片的動能？變式訓(xùn)練1.一顆質(zhì)量為30 g的彈丸在距地面高 20 m時僅有水平速度 v = 10 m/s爆炸成為 A B兩塊，其中 A 的質(zhì)量為10 g，速度方向水平且與 v方向相同，大小為 va= 100 m/s，求：(1) 爆炸后A B落地時的水平距離多大？(2) 爆炸過程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能？二、子彈打木塊模型1 子彈打木塊的過程很短暫，認(rèn)為該過程內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，則系統(tǒng)動量守恒.2 .在子彈打木塊過程中摩擦生熱，則系統(tǒng)機械能不守恒，機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化.3 若子彈

3、不穿出木塊，則二者最后有共同速度，機械能損失最多.【例2】(多選)用不可伸長的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為 M的小木塊，木塊靜止，如圖 2所示現(xiàn)有一質(zhì)量為 m的子彈自左方水平射向木塊，并停留在木塊中，子彈初速度為Vo,則下列判斷正確的是()A從子彈射向木塊到一起上升到最高點的過程中系統(tǒng)的機械能守恒B子彈射入木塊瞬間動量守恒，故子彈射入木塊瞬間子彈和木塊的共同速度為mvM mC.忽略空氣阻力，子彈和木塊一起上升過程中系統(tǒng)機械能守恒，其機械能等于子彈射入木塊前的動能?ini變式訓(xùn)練2.如圖1所示的裝置中，木塊 B與水平桌面間的接觸面是光滑的，子彈 A沿水平方向射入木塊后留在 木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短.現(xiàn)將子彈

4、、木塊和彈簧合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中（）A. 動量守恒、機械能守恒B. 動量不守恒、機械能不守恒C. 動量守恒、機械能不守恒D. 動量不守恒、機械能守恒練習(xí)1.質(zhì)量相等的A B兩球之間壓縮一根輕質(zhì)彈簧，靜置于光滑水平桌面上，當(dāng)用板擋住小球A而只釋放B球時，B球被彈出落到距桌邊水平距離為 x的地面上，如圖6所示，若再次以相同力壓縮該彈簧，取走 A左邊的擋 板，將A B同時釋放，貝U B球的落地點距桌邊是多少？2. 如圖7所示，一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩，靜止地懸掛著質(zhì)量為M的木塊，一質(zhì)量為 m的子彈，以水平速度 vo擊中木塊，已知 m= 9

5、m不計空氣阻力.問:（1）如果子彈擊中木塊后未穿出 （子彈進(jìn)入木塊時間極短），在木塊上升的最高點比懸點0低的情況下，木塊能上升的最大高度是多少？（設(shè)重力加速度為g）o（2）如果子彈在極短時間內(nèi)以水平速度彳穿出木塊，則在這一過程中子彈、木塊系統(tǒng)損失的機械能是多少？8所示.一質(zhì)3. 光滑水平軌道的右端有一固定的傾斜軌道，軌道面都是光滑曲面，曲面下端與水平面相切，如圖量為2 kg的滑塊A以va= 15 m/s的速度向右滑行，另一質(zhì)量為1 kg的滑塊B從5 m高處由靜止開始下滑，它們在水平軌道相碰后，B滑塊剛好返回出發(fā)點.g取10 m/s 2.(1) 求第一次碰撞后滑塊 A的瞬時速度；(2) 求兩滑塊

6、在第一次碰撞過程中損失的機械能.4. 如圖9所示，光滑水平直軌道上有三個質(zhì)量均為m的物塊A、B、CB的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計)設(shè)A以速度vo朝B運動，壓縮彈簧，當(dāng) A、B速度相等時，B與C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運 動假設(shè)B和C碰撞過程時間極短求從 A開始壓縮彈簧直至與彈簧分離的過程中(1) 整個系統(tǒng)損失的機械能；(2) 彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能.5兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運動，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運動；經(jīng)過一段時間后，從光滑 路段進(jìn)入粗糙路段兩者的位置x隨時間t變化的圖象如圖10所示求：(1) 滑塊a、b的質(zhì)量之比；(2) 整個運動過程中，兩滑塊

7、克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機械能之比.xlm246 B 1012動量定理及動量守恒在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用對與單桿模型，則是與動量定理結(jié)合。例如在光滑水平軌道上運動的單桿(不受其他力作用)，由于在磁場中運動的單桿為變速運動，則運動過程所受的安培力為變力，依據(jù)動量定理F安：，而又由于F安丄t =BlL.lt =BLq , 1b_xq=N ，厶P =mv2 -mvi，由以上四式將流經(jīng)桿電量 q、桿位移x及速度變化結(jié)合一起。R、R總對于雙桿模型，在受到安培力之外，受到的其他外力和為零，則是與動量守恒結(jié)合考察較多1、單桿問題：利用動量定理求電荷量及安培力作用的時間(安培力是變力，變力的時間在高中階段用

8、動量定理來解決)例題：如圖所示，間距均為 L、固定的兩平行導(dǎo)軌，由傾角均為0的傾斜導(dǎo)軌(斜軌)AC A C和足夠長的水平導(dǎo)軌(平軌)CD C D組成，斜軌與平軌在 C C處各用絕緣材料制成的一小段圓弧連接，A與A間用一阻值為R的電阻連接。斜軌處于方向垂直軌面向上的勻強磁場中，平軌CX與C X間存在豎直向上的勻強磁場，XD與X D間存在豎直向下的勻強磁場，XX、CC與導(dǎo)軌均垂直。兩根長均為L、電阻均為 R的導(dǎo)體棒ab、cd分別靜止放在圖示位置的導(dǎo)軌上，ab從與CC距離為x處由靜止釋放后，沿導(dǎo)軌下滑距離為x時恰好開始勻速運動，通過 CC進(jìn)入平軌，在 XX處恰好與知XX左側(cè)的磁感應(yīng)強度大小為B,右側(cè)

9、的為2B, ab、cd的質(zhì)量分別為m 2重力加速度大小為g,兩棒始cd正碰，碰后兩棒粘合在一起，碰前兩棒各已處于穩(wěn)定狀態(tài)。已終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，摩擦及導(dǎo)軌電阻均不計。求：(1) ab到達(dá)CC處時的速度大小 v0；(2) ab由靜止釋放后，沿導(dǎo)軌下滑距離x所用的時間t;(3) ab由靜止釋放后，ab損失的總機械能 E。2、雙桿模型：安培力是作用力和反作用力，若將雙桿視為系統(tǒng),例3：如圖所示，兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌 MN PQ放在水平面上，左端向上彎曲，導(dǎo)軌間距為I,電阻不計。水平段導(dǎo)軌所處空間存在方向豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。導(dǎo)體棒a與b的質(zhì)量均為m,電阻值分別為Ra=R,Rb=2R b棒放置在水平導(dǎo)軌上足夠遠(yuǎn)處 ,a棒在弧形導(dǎo)軌上距水平面 h高度處由靜止釋放。 運動過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，重力加速度為g。(1) 求a棒剛進(jìn)入磁場時受到的安培力的大小和方向。(2) 求最終穩(wěn)定時兩棒的速度大小。(3) 從a棒開始下落到最終穩(wěn)定的過程中，求b棒上產(chǎn)生的內(nèi)能。例4：如圖所示，光滑導(dǎo)軌EF、GH等高平行放置，EG間寬度為FH間