能量動(dòng)量-教學(xué)設(shè)計(jì)

第五講能量動(dòng)量【教學(xué)目的】（正文內(nèi)容均采用宋體11號字，標(biāo)題加粗）1、會用虛功原理2、掌握引力勢能計(jì)算天體問題3、了解二維動(dòng)量定理【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（學(xué)生填寫，老師不用考慮）1、這節(jié)課，我可以掌握的內(nèi)容是：2、這節(jié)課，我有困難掌握的內(nèi)容可能是：3、我可能有的疑問是：=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③【課堂精講】（請老師填寫）虛功原理學(xué)法精講虛功原理：質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系在平衡狀態(tài)下，所有力在任何虛位移上的虛功之和為零。例題精講例題1.重為G的6根均勻剛性棒光滑絞合成正六變形ABCDEF,頂邊AB棒水平固定在天花板上，問在底邊DE的中點(diǎn)加一個(gè)多大的豎直方向的力F，可維持正六邊形的平衡？通關(guān)檢測練習(xí)1．均勻的不可伸長的繩子，其兩端懸掛在A、B兩點(diǎn)，B點(diǎn)比A點(diǎn)高h(yuǎn)（如下左圖所示）。在A點(diǎn)繩子張力為TA，求在B點(diǎn)繩子的張力。繩子的質(zhì)量為m，繩子長為l。引力勢能學(xué)法精講質(zhì)點(diǎn)與均勻球體間引力勢能，在球體外，可認(rèn)為球體質(zhì)量集中于球心，引力勢能為r≥RR為球半徑例題精講：從地球發(fā)射火箭到火星去進(jìn)行探測，發(fā)射后火箭繞太陽橢圓軌道運(yùn)行．為了節(jié)省能源，火箭離開地球的速度方向與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的速度方向一致，并且選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)射時(shí)機(jī)，使火箭橢圓軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)為火星，軌道近日點(diǎn)為地球．假定地球和火星均繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，圓軌道半徑分別為r與R，忽略其它行星對火箭的作用，求火箭應(yīng)以多大的對地速度離開地球？火箭到達(dá)火星要用多長時(shí)間？通關(guān)檢測3.（2022南京大學(xué)）已知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的百分之一，月球表面重力加速度約為地球表面重力加速度的六分之一，已知地球上物體的逃逸速度為11.2km/s，則月球上物體的逃逸速度為A.5.6km/sB.4.52km/sC.2.24km/sD.1.13km二維動(dòng)量定理（1）學(xué)法精講二維動(dòng)量定理在給定的時(shí)間內(nèi)，外力作用在質(zhì)點(diǎn)上的沖量，等于質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的增量.ABCDE例題精講如圖所示，三個(gè)質(zhì)量都是m的剛性小球A、B、C位于光滑的水平桌面上（圖中紙面），A、B之間，B、C之間分別用剛性輕桿相連，桿與A、B、C的各連接處皆為“鉸鏈?zhǔn)健钡模ú荒軐π∏虍a(chǎn)生垂直于桿方向的作用力）．已知桿AB與BC的夾角為，</2．DE為固定在桌面上一塊擋板，它與AB連線方向垂直．現(xiàn)令A(yù)、B、C一起以共同的速度v沿平行于AB連線方向向DE運(yùn)動(dòng)，已知在C與擋板碰撞過程中C與擋板之間無摩擦力作用，求碰撞時(shí)當(dāng)C沿垂直于DEABCDE【課后鞏固】（請老師填寫，屬于學(xué)生課后的練習(xí)作業(yè)）結(jié)合精選練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考，進(jìn)一步理解知識點(diǎn)之間的銜接，構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生通過鞏固性的練習(xí)，進(jìn)一步消化課程內(nèi)容，從而達(dá)到熟練掌握的目的。給出題目考查的知識點(diǎn)難易度、能力層次和答案解析。1、（2022年卓越自主招生）長為L，質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑水平面上。質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入木塊并從中射出。已知從子彈射入到射出木塊移動(dòng)的距離為s，則子彈穿過木塊所用的時(shí)間為（）A．B．[L+(1+)s]C．[L+(1+)s]D．[s+(1+)L]答案：D，解析：子彈穿過木塊過程，對子彈和木塊系統(tǒng)，動(dòng)量守恒，有：，設(shè)子彈穿過木塊過程所受阻力為f,對子彈，由動(dòng)能定理：。由動(dòng)量定理，。對木塊，由動(dòng)能定理：，由動(dòng)量定理：，聯(lián)立解得：。選項(xiàng)D正確。2.（12分）（2022清華大學(xué)等五校自主招生）衛(wèi)星攜帶一探測器在半徑為3R(R為地球半徑)的圓軌道上繞地球飛行。在a點(diǎn)，衛(wèi)星上的輔助動(dòng)力裝置短暫工作，將探測器沿運(yùn)動(dòng)方向射出（設(shè)輔助動(dòng)力裝置噴出的氣體質(zhì)量可忽略）。若探測器恰能完全脫離地球的引力，而衛(wèi)星沿新的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，其近地點(diǎn)b距地心的距離為nR(n略小于3)，求衛(wèi)星與探測器的質(zhì)量比。（質(zhì)量分別為M、m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)的引力勢能為-GMm/r，式中G為引力常量）解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，探測器質(zhì)量為m’，當(dāng)衛(wèi)星與探測器一起繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬有引力定律和牛頓第二定律得①②設(shè)分離后探測器速度為，探測器剛好脫離地球引力應(yīng)滿足③④設(shè)分離后衛(wèi)星速度為，由機(jī)械能守恒定律可得⑤由開普勒第二定律有⑥聯(lián)立解得⑦由分離前后