第二講動量和能量

2022-12-12 14:18:05 字數 2392 閱讀 9258

4.有的問題,可以選這部分物體作研究物件,也可以選取那部分物體作研究物件;可以選這個過程作研究過程,也可以選那個過程作研究過程;這時,首選大物件、長過程。

確定物件和過程後,就應在分析的基礎上選用物理規律來解題,規律選用的一般原則是:

1.對單個物體,宜選用動量定理和動能定理,其中涉及時間的問題,應選用動量定理,而涉及位移的應選用動能定理。

2.若是多個物體組成的系統,優先考慮兩個守恆定律。

3.若涉及系統內物體的相對位移(路程)並涉及摩擦力的,要考慮應用能量守恆定律。

點撥解疑

【例題1】某地強風的風速是20m/s,空氣的密度是=1.3kg/m3。一風力發電機的有效受風面積為s=20m2,如果風通過風力發電機後風速減為12m/s,且該風力發電機的效率為

【例題2】 (2023年全國卷)在光滑水平面上,動能為e0、動量的大小為的小鋼球1與靜止小鋼球2發生碰撞,碰撞前後球1的運動方向相反。將碰撞後球1的動能和動量的大小分別記為e1、,球2的動能和動量的大小分別記為e2、p2,則必有

a.e1e0 d.p2>p0

【例題3】(2023年全國)在原子核物理中,研究核子與核關聯的最有效途徑是「雙電荷交換反應」。這類反應的前半部分過程和下述力學模型類似。兩個小球a和b用輕質彈簧相連,在光滑的水平直軌道上處於靜止狀態。

在它們左邊有一垂直於軌道的固定擋板p,右邊有一小球c沿軌道以速度射向b球,如圖所示。c與b發生碰撞並立即結成乙個整體d。在它們繼續向左運動的過程中,當彈簧長度變到最短時,長度突然被鎖定,不再改變。

然後,a球與擋板p發生碰撞,碰後a、d都靜止不動,a與p接觸而不粘連。過一段時間,突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無機械能損失)。已知a、b、c三球的質量均為m。

(1)求彈簧長度剛被鎖定後a球的速度。

(2)求在a球離開擋板p之後的運動過程中,彈簧的最大彈性勢能。

圖 1

針對訓練

1.(2023年高考理綜卷)下列一些說法:

① 一質點受兩個力作用且處於平衡狀態(靜止或勻速),這兩個力在同一段時間內的衝量一定相同

②一質點受兩個力作用且處於平衡狀態(靜止或勻速),這兩個力在同一段時間內做的功或者都為零,或者大小相等符號相反

③ 在同樣時間內,作用力和反作用力的功大小不一定相等,但正負號一定相反

④ 在同樣時間內,作用力和反作用力的功大小不一定相等,正負號也不一定相反

以上說法正確的是:

abcd.②④

2.a、b兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動,a球的動量是5kgm/s,b球的動量是7kgm/s,當a追上b球時發生碰撞,則碰撞後a、b兩球的動量的可能值是( )

a.-4 kg·m/s、14 kg·m/s b.3kg·m/s、9 kg·m/s

c.-5 kg·m/s 、17kg·m/ d.6 kg·m/s、6 kg·m/s

3.(2023年高考上海卷)在光滑水平面上有質量均為2kg的a、b兩質點,a質點在水平恒力fa=4n作用下由靜止出發運動4s。b質點在水平恒力fb=4n作用下由靜止出發移動4m。比較這兩個質點所經歷的過程,可以得到的正確結論是

a.a質點的位移比b質點的位移大 b.a質點的末速度比b質點的末速度小

c.力fa做的功比力fb做的功多 d.力fa的衝量比力fb的衝量小

4.矩形滑塊由不同材料的上下兩層粘結在一起組成,將其放在光滑的水平面上,如圖所示。質量為m的子彈以速度v水平射向滑塊,若射擊上層,則子彈恰好不射出;若射擊下層,則子彈整個兒恰好嵌入,則上述兩種情況相比較

a.兩次子彈對滑塊做的功一樣多

b.兩次滑塊所受衝量一樣大

c.子彈嵌入下層過程中,系統產生的熱量較多

d.子彈擊中上層過程中,系統產生的熱量較多

5.如圖3所示,長2m,質量為1kg的木板靜止在光滑水平面上,一木塊質量也為1kg(可視為質點),與木板之間的動摩擦因數為0.2。要使木塊在木板上從左端滑向右端而不至滑落,則木塊初速度的最大值為

a.1m/s b.2 m/s c.3 m/s d.4 m/s

圖36.如圖4所示,質量分別為m和2m的a、b兩個木塊間用輕彈簧相連,放在光滑水平面上,a靠緊豎直牆.用水平力f將b向左壓,使彈簧被壓縮一定長度,靜止後彈簧儲存的彈性勢能為e.這時突然撤去f,關於a、b和彈簧組成的系統,下列說法中正確的是( )

a.撤去f後,系統動量守恆,機械能守恆

b.撤去f後,a離開豎直牆前,系統動量不守恆,機械能守恆

c.撤去f後,a離開豎直牆後,彈簧的彈性勢能最大值為e

d.撤去f後,a離開豎直牆後,彈簧的彈性勢能最大值為e/3

7.如圖5所示,質量為m的小車a右端固定一根輕彈簧,車靜止在光滑水平面上,一質量為m的小物塊b從左端以速度v0衝上小車並壓縮彈簧,然後又被彈回,回到車左端時剛好與車保持相對靜止.求整個過程中彈簧的最大彈性勢能ep和b相對於車向右運動過程中系統摩擦生熱q各是多少?

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