jl難點(diǎn)突破3守恒思想在物理解題中的應(yīng)用bul

1、 守恒思想在物理解題中的應(yīng)用在物理變化的過(guò)程中，常存在著某些不變的關(guān)系或不變的量，在討論一個(gè)物理變化過(guò)程時(shí)，對(duì)其中的各個(gè)量或量的變化關(guān)系進(jìn)行分析，尋找到整個(gè)過(guò)程中或過(guò)程發(fā)生前后存在著的不變關(guān)系或不變的量，則成為研究這一變化的過(guò)程的中心和關(guān)鍵.這就是物理學(xué)中最常用到的一種思維方法守恒法.難點(diǎn)磁場(chǎng)1.（）(2000年春)相隔一定距離的A、B兩球，質(zhì)量相等，假定它們之間存在恒定的斥力作用.原來(lái)兩球被按住，處在靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)突然松開(kāi)兩球，同時(shí)給A球以速度v，使之沿兩球連線射向B球，B球初速為零.若兩球間的距離從最小值(兩球未接觸)到剛恢復(fù)到原始值所經(jīng)歷的時(shí)間為t.求B球在斥力作用下的加速度.圖28-12

2、.（） (2000年全國(guó))在原子核物理中，研究核子與核子關(guān)聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應(yīng)”.這類反應(yīng)的前半部分過(guò)程和下述力學(xué)模型類似.兩個(gè)小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連，在光滑的水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài).在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P，右邊有一小球C沿軌道以速度v射向B球，如圖28-1所示.C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個(gè)整體D.在它們繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)彈簧長(zhǎng)度變到最短時(shí)，長(zhǎng)度突然被鎖定，不再改變.然后，A球與擋板P發(fā)生碰撞，碰后A、D都靜止不動(dòng)，A與P接觸而不粘連.過(guò)一段時(shí)間，突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無(wú)機(jī)械能損失).已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m.(1)求彈簧長(zhǎng)度剛被鎖定后A球的速

3、度.(2)求在A球離開(kāi)擋板P之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能.案例探究例1（）已知氘核質(zhì)量為2.0136 u，中子質(zhì)量為1.0087 u,He核的質(zhì)量為3.0150 u.（1）寫(xiě)出兩個(gè)氘核聚變成He的核反應(yīng)方程.（2）計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能.（3）若兩氘核以相等的動(dòng)能0.35 MeV作對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成的He核和中子的動(dòng)能各是多少？命題意圖：考查考生分析能力及綜合應(yīng)用能力.B級(jí)要求.錯(cuò)解分析：在第（3）問(wèn)錯(cuò)解表現(xiàn)在不能根據(jù)動(dòng)量與動(dòng)能間關(guān)系，結(jié)合動(dòng)量守恒和能量守恒求得He和中子動(dòng)能間的比例關(guān)系，導(dǎo)致錯(cuò)解.解題方法與技巧：（1）應(yīng)用質(zhì)量數(shù)

4、守恒和核電荷數(shù)守恒不難寫(xiě)出核反應(yīng)方程為：H+HHe+n.（2）由題給條件可求出質(zhì)量虧損為：m=2.0136×2-(3.0150+1.0087)u=0.0035 u釋放的核能為E=mc2=931.5×0.0035 MeV=3.26 MeV.（3）因?yàn)樵摲磻?yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能-即轉(zhuǎn)化為He核和中子的動(dòng)能.若設(shè)He核和中子的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2,則由動(dòng)量守恒及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，得m1v1-m2v2=0 Ek1+Ek2=2Ek0+E解方程組，可得：Ek1= (2Ek0+E)= ×(2×0.35+3.26) MeV=0.99 Me

5、VEk2= (2Ek0+E)= ×(2×0.35+3.26) MeV=2.97 MeV.圖28-2例2（）如圖28-2所示，金屬桿a在離地h高處從靜止開(kāi)始沿弧形軌道下滑，導(dǎo)軌平行的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，水平部分導(dǎo)軌上原來(lái)放有一金屬桿b.已知桿的質(zhì)量為ma，且與b桿的質(zhì)量比為mamb=3，水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，不計(jì)摩擦，求：（1）a和b的最終速度分別是多大？（2）整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少？（3）若已知a、b桿的電阻之比RaRb=34，其余電阻不計(jì)，整個(gè)過(guò)程中a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？命題意圖：考查對(duì)機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的理解運(yùn)用能力及

6、綜合分析能力.B級(jí)要求.錯(cuò)解分析：不深入分析整個(gè)物理過(guò)程的特點(diǎn)，受思維定勢(shì)影響.套用電磁感應(yīng)定律及歐姆定律，試圖用直流電路特點(diǎn)求解a、b桿上產(chǎn)生的熱量，使思路受阻，無(wú)法求解.解題方法與技巧：（1）a下滑h高過(guò)程中機(jī)械能守恒magh=mava2 a進(jìn)入磁場(chǎng)后，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，a、b均受安培力作用，a做減速運(yùn)動(dòng)，b做加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，a、b速度達(dá)到相同，之后回路的磁通量不發(fā)生變化，感應(yīng)電流為0，二者勻速運(yùn)動(dòng)，其速度即為a、b共同的最終速度，設(shè)為v.由過(guò)程中a、b系統(tǒng)所受合外力為0，動(dòng)量守恒：mava=(ma+mb)v 由解得va=vb= （2）由能量守恒知，回路中產(chǎn)生的電能等于a、b系統(tǒng)機(jī)

7、械能的損失，所以E=magh- (ma+mb)va2=magh（3）回路中產(chǎn)生的熱量Qa+Qb=E，在回路中產(chǎn)生電能的過(guò)程中，雖然電流不恒定，但通過(guò)a、b的電流總相等，所以有：=,即= 得：Qa= E=magh Qb=E=magh錦囊妙計(jì)一、高考命題走勢(shì)人們?cè)谡J(rèn)識(shí)客觀世界的過(guò)程中積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出許多守恒定律.建立在守恒定律之下的具體的解題方法守恒法可分為：動(dòng)量守恒法，能量轉(zhuǎn)化與守恒法，機(jī)械能守恒法，電荷守恒法及質(zhì)量守恒法等.動(dòng)量守恒和能量守恒定律是物理學(xué)中普遍適用的定律之一，是物理教材的知識(shí)主干，也是歷年高考各種題型正面考查或側(cè)面滲透的重點(diǎn)，且常見(jiàn)于高考?jí)狠S題中.例如2000年全國(guó)春考

8、5、11、14、23、24題；2000年全國(guó)卷1、5、11、13、21、22題；2000年上海卷3、5、8題及2001年1、3、11題；2002年全國(guó)卷15、16題.二、解題思路利用守恒定律（包括機(jī)械能守恒、能量守恒、動(dòng)量守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒）分析解決物理問(wèn)題的基本思路.1.明確研究系統(tǒng)及過(guò)程.2.分析相互作用的物體在該過(guò)程中所受力情況及做功情況.判定系統(tǒng)的機(jī)械能或動(dòng)量是否守恒.3.確定其初、末態(tài)相對(duì)應(yīng)的物理量.4.正確選擇守恒表達(dá)式，列出守恒方程，求解.注：(1)在利用機(jī)械能守恒時(shí)，要選取零勢(shì)面.(2)在利用動(dòng)量守恒定律時(shí)，要注意“矢量性”“同時(shí)性”“統(tǒng)一性”.殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練圖28-31.

9、（）如圖28-3所示，A、B兩物體用一根輕彈簧相連，放在光滑水平地面上，已知A物體的質(zhì)量為B物體的一半.A物體左邊有一豎直擋板.現(xiàn)用力向左推B物體，壓縮彈簧，外力做功為W；突然撤去外力，B物體將從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，以后將帶動(dòng)A物體一起做復(fù)雜的運(yùn)動(dòng).從A物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)以后的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能的最大值為A.W B.W/2 C.W/3 D.無(wú)法確定圖28-42.（）如圖28-4所示，A、B是位于桌面上的兩個(gè)質(zhì)量相等的小木塊，離墻壁的距離分別為L(zhǎng)和l，與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為和B，今給A以某一初速度，使之從桌面的右端向左運(yùn)動(dòng)，假定A、B之間，B與墻之間的碰撞時(shí)間都極短，且碰撞中總動(dòng)能無(wú)損失，若要

10、使木塊A最后不從桌面上掉下來(lái)，則A的初速度最大不超過(guò)多少？3.（）某地強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速是v=20 m/s，空氣的密度是=1.3 kg/m3.如果把通過(guò)橫截面積為S=20 m2的風(fēng)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能，則計(jì)算電功率的公式為P=_，大小約為_(kāi)W（取一位有效數(shù)字）.圖28-54.（）如圖28-5所示，重物A、B、C質(zhì)量相等，A、B用細(xì)繩繞過(guò)輕小定滑輪連接，開(kāi)始時(shí)A、B靜止，滑輪間細(xì)繩MN長(zhǎng)0.6 m，現(xiàn)將C物體輕輕掛在MN繩的中點(diǎn)，求(1)C物體下落多大高度時(shí)速度最大？(2)C物體下落的最大距離是多大？5.（）如圖28-6所示，一個(gè)半徑為r的銅圓盤(pán)可以繞垂直于圖28-6其盤(pán)面的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)所在區(qū)域內(nèi)有

11、方向垂直于盤(pán)面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，盤(pán)的邊緣纏繞著一根長(zhǎng)線，線的一端掛著質(zhì)量為m的物體A.電阻R的一端與盤(pán)的中心相連接，另一端通過(guò)滑片與盤(pán)的邊緣保持良好接觸，不計(jì)銅盤(pán)的電阻，不計(jì)摩擦.現(xiàn)由靜止釋放物體A，銅盤(pán)也由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，試求銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度所能達(dá)到的最大值.6.（）如圖28-7所示，U=10 V，電阻R1=3 ，R2=2 ，R3=5 ，電容器的電容C1=4 F，C2=1 F，求：（1）當(dāng)S閉合時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，C1和C2所帶的電量各是多少？（2）然后把S斷開(kāi)，S斷開(kāi)后通過(guò)R2的電量是多少？難點(diǎn)28 守恒思想在物理解題中的應(yīng)用難點(diǎn)磁場(chǎng)1.,與v0方向相同 2.（1）v0 (2) mv02殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.C2.v03.P=Sv3;1054.（1）h=0.7 m （2）H=0.4 m5.A下落的過(guò)程中機(jī)械能減少，電能增加，最后又消耗在R上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.當(dāng)銅盤(pán)角速度最大時(shí)，A物體勻速下降.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得：重力的功率等于R發(fā)熱的功率.mgv= E=Br2v=Br2 解得銅盤(pán)的最大角速度為=4mgR/B2r36.解析：（1）S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后，電路達(dá)到穩(wěn)定，R3兩端電壓為0.所以：UC1=UR2=U=