高中物理選修05模組要點回眸 精講精析精練 10點

2022-10-31 09:36:04 字數 4498 閱讀 9860

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1.1.利用動量定理求變力的衝量和動量的變化

動量定理的表示式f·δt=mv′-mv或i合=δp=m·δv

(1)δp與i合有等效關係:二者大小相等、方向相同.

(2)應用i=δp求變力的衝量:如果物體受到變力作用,則不能直接用f·δt求衝量.這時可用i=δp求出變力的衝量i.

(3)應用δp=fδt求勻變速曲線運動的動量變化量:曲線運動的速度方向時刻改變,求δp=p′-p需運用向量運算方法,比較麻煩.如果作用力為恒力,可用δp=fδt求出δp.

1.2.利用動量定理分析兩類實際問題

(1)物體的動量變化量一定時,力的作用時間越短,力就越大,反之力就越小.

例如,易碎物品包裝箱內為防碎而放置碎紙、刨花、塑料泡沫等填充物.

(2)作用力一定時,力的作用時間越長,動量變化量越大,反之動量變化量就越小.

例如,雜技中,用鐵鎚猛擊「氣功師」身上的石板令其碎裂,作用時間很短,鐵鎚對石板的衝量很小,石板的動量幾乎不變,「氣功師」才不會受傷害.

【對點例題】 跳遠時,跳在沙坑裡比跳在水泥地上安全,這是由於

a.人跳在沙坑裡的動量比跳在水泥地上小

b.人跳在沙坑裡的動量變化比跳在水泥地上小

c.人跳在沙坑裡受到的衝量比跳在水泥地上小

d.人跳在沙坑裡受到的衝力比跳在水泥地上小

01.(多選)豎直向上丟擲一籃球,球又落回原處,已知空氣阻力的大小與籃球速率的二次方成正比,則下列說法正確的是

a.上公升過程中克服重力做的功大於下降過程中重力做的功

b.上公升過程中動能的改變量大於下降過程中動能的改變量

c.上公升過程中合力的衝量大於下降過程中合力的衝量

d.上公升過程中動量的改變量小於下降過程中動量的改變量

02.在水平力f=30 n的作用下,質量m=5 kg的物體由靜止開始沿水平面運動.已知物體與水平面間的動摩擦因數μ=0.2,若f作用6 s後撤去,撤去f後物體還能向前運動多長時間才停止?(g取10 m/s2)

解決**類問題時,要抓住以下三個特徵:

(1)動量守恆:由於**是在極短的時間內完成的,**物體間的相互作用力遠大於其受到的外力,所以在**過程中,系統的動量守恆.

(2)動能增加:在**過程中,由於有其他形式的能量(如化學能)轉化為動能,因此**後系統的總動能增加.

(3)位置不變:**的時間極短,因而作用過程中,物體的位移很小,一般可忽略不計,可以認為**後,物體仍然從**的位置以新的速度開始運動.

【對點例題】 如圖所示,光滑水平面上有三個滑塊a、b、c,質量關係是ma=mc=m、mb=.開始時滑塊b、c緊貼在一起,中間夾有少量炸藥,處於靜止狀態,滑塊a以速度v0正對b向右運動,在a與b碰撞之前,引爆了b、c間的炸藥,炸藥**後b與a迎面碰撞,最終a與b粘在一起,以速度v0向左運動.求:

(1)炸藥**過程中炸藥對c的衝量;

(2)炸藥的化學能有多少轉化為機械能?

01.有一大炮豎直向上發射炮彈,炮彈的質量為m=6 kg(內含炸藥的質量可以忽略不計),射出時的速度v0=60 m/s.當炮彈到達最高點**後分成沿水平方向運動的兩片,其中一片質量為4 kg.現要求這一片不能落到以發射點為圓心、半徑r=600 m的圓周範圍內,則剛**完時兩彈片的總動能至少為多大?

(忽略空氣阻力,g=10 m/s2)

02.如圖所示,在光滑水平桌面上o處固定乙個彈性擋板,p處有一可視為質點的質量為2 kg的物塊c靜止,op的距離等於pq的距離,兩個可視為質點的小物塊a、b間夾有炸藥,一起以v0=5 m/s的速度向右做勻速運動,到p處碰c前引**藥,a、b瞬間彈開且在一條直線上運動,b與c發生碰撞後瞬間粘在一起,已知a的質量為1 kg,b的質量為2 kg,若要b、c到達q之前不再與a發生碰撞,則a、b間炸藥釋放的能量應在什麼範圍內?(假設**釋放的能量全部轉化為物塊的動能,a與擋板碰撞後,以原速率**)

一、碰撞過程的分類

1.1.彈性碰撞:碰撞過程中所產生的形變能夠完全恢復的碰撞;碰撞過程中沒有機械能損失.

彈性碰撞除了遵從動量守恆定律外,還具備:碰前、碰後系統的總動能相等,即:

動量守恆:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

機械能守恆: m1v+m2v=m1v1′2+m2v2′2

特殊情況:質量為m1的小球以速度v1與質量為m2(m1=m2)的靜止小球發生彈性正碰,碰後二者速度交換.

1.2.非彈性碰撞:碰撞過程中所產生形變不能夠完全恢復的碰撞;碰撞過程中有機械能損失

1.3.完全非彈性碰撞:碰撞過程中所產生的形變完全不能夠恢復的碰撞;碰撞過程中機械能損失最多.此種情況m1與m2碰後速度相同,設為v,則:m1v1+m2v2=(m1+m2)v

系統損失的動能最多,損失動能為:δekm=m1v+m2v- (m1+m2)v2

二、碰撞過程的制約

通常有如下三種因素制約著碰撞過程:

(1)動量制約:即碰撞過程必須受到動量守恆定律的制約;

(2)動能制約:即碰撞過程,碰撞雙方的總動能不會增加;

(3)運動制約:即碰撞過程還將受到運動的合理性要求的制約.比如,某物體勻速運動,被後面物體追上並碰撞後,其運動速度只會增大而不會減小.再比如,碰撞後,後面的物體速度不能超過前面的物體.

【對點例題】 如圖所示,質量為m1=0.2 kg的小物塊a,沿水平面與小物塊b發生正碰,小物塊b的質量為m2=1 kg.碰撞前瞬間a的速度大小為v0=3 m/s,b靜止在水平地面上.由於兩物塊的材料未知,將可能發生不同性質的碰撞,已知a、b與地面間的動摩擦因數均為μ=0.

2,重力加速度g取10 m/s2,試求碰後b在水平面上滑行的時間.

01.如圖所示,在光滑水平面上質量為m的物體a以速度v0與靜止的物體b發生碰撞,物體b的質量為2m,則碰撞後物體b的速度大小可能為

a.v0 b.

c.0 d.

03.如圖所示,水平地面上有兩個靜止的小物塊a和b,其連線與牆垂直;a和b相距l,b與牆之間也相距l;a的質量為m,b的質量為m.兩物塊與地面間的動摩擦因數均相同.現使a以初速度v0向右滑動.此後a與b發生彈性碰撞,但b沒有與牆發生碰撞.重力加速度大小為g.求物塊與地面間的動摩擦因數滿足的條件.

1.1.動量的觀點和能量的觀點

動量的觀點:動量定理和動量守恆定律

能量的觀點:動能定理和能量守恆定律

若研究物件為乙個系統,應優先考慮兩大守恆定律,若研究物件為單個物體,可優先考慮兩個定理,特別涉及時間問題時,應優先考慮動量定理,涉及功和位移問題時,應優先考慮動能定理.

這兩個觀點研究的是乙個物理過程的初、末兩個狀態,不對過程變化的細節作深入的研究,這是它們比牛頓運動定律的方便之處.

1.2.利用動量的觀點和能量的觀點解題應注意下列問題

(1)動量定理和動量守恆定律是向量表示式,還可寫出分量表示式;

(2)動能定理和能量守恆定律是標量表示式,絕無分量表示式.

【對點例題】 如圖所示,在光滑的水平面上靜止著乙個質量為4m的木板b,b的左端靜止著乙個質量為2m的物塊a,已知a、b之間的動摩擦因數為μ,現有質量為m的小球以水平速度v0飛來與物塊a碰撞後立即以大小為的速率彈回,在整個過程中物塊a始終未滑離木板b,且物塊a可視為質點,重力加速度為g.求:

(1)物塊a相對木板b靜止後的速度大小;

(2)木板b至少為多長?

點撥提公升動量和能量的綜合問題往往涉及的物體多、過程多、題目綜合性強,解題時要認真分析物體間相互作用的過程,將過程合理分段,明確在每乙個子過程中哪些物體組成的系統動量守恆,哪些物體組成的系統機械能守恆,然後針對不同的過程和系統選擇動量守恆定律或機械能守恆定律或能量守恆定律列方程求解.

01.(多選)如圖所示,質量分別為m1=1.0 kg和m2=2.0 kg的彈性小球a、b,用輕繩緊緊地把它們捆在一起,使它們發生微小的形變.該系統以速度v0=0.

10 m/s沿光滑水平面向右做直線運動.某時刻輕繩突然自動斷開,斷開後兩球仍沿原直線運動.經過時間t=5.0 s後,測得兩球相距s=4.5 m,則下列說法正確的是

a.剛分離時,a球的速度大小為0.7 m/s

b.剛分離時,b球的速度大小為0.2 m/s

c.剛分離時,a、b兩球的速度方向相同

d.兩球分開過程中釋放的彈性勢能為0.27 j

02.如圖所示,a、b、c三個小物塊放置在光滑水平面上,a緊靠豎直牆壁,a、b之間用水平輕彈簧拴接且輕彈簧處於原長,它們的質量分別為ma=m,mb=2m,mc=m.現給c一水平向左的速度v0,c與b發生碰撞並粘在一起.試求:

(1)a離開牆壁前,彈簧的最大彈性勢能;

(2)a離開牆壁後,c的最小速度.

一、「光子」與「光電子」

光子是指光在空間傳播時的每乙份能量,光子不帶電,是微觀領域中的一種粒子,不是實物粒子,而是一種電磁波;而光電子是金屬表面受到光照射時發射出來的電子,因此其本質就是電子,是實物粒子.

二、「光子的能量」與「入射光的強度」

光子的能量是乙份乙份的,每乙份的能量為ε=hν,其大小由光的頻率決定;而入射光的強度是指單位時間內入射光中所包含光子的能量總和,入射光的強度可表示為i=nhν,其中n為光子數.

三、「光電子的最大初動能」與「光電子的初動能」

金屬表面的電子,只需克服原子核的引力做功就能從金屬表面逸出,那麼這些光電子具有最大初動能,其值為ek=hν-w0(式中w0為金屬的逸出功).而不從金屬表面發射的光電子,在逸出的過程中損失的能量會更多,所以此時光電子的初動能ek′<ek.

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