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高二物理 动量定理

高二物理 动量定理
高二物理 动量定理

【例1】钉钉子时为什么要用铁锤而不用橡皮锤,而铺地砖时却用橡皮锤

而不用铁锤?

解析:钉钉子时用铁锤是因为铁锤形变很小,铁锤和钉子之间的相互作用

时间很短,对于动量变化一定的铁锤,受到钉子的作用力很大,根据牛顿第三

定律,铁锤对钉子的作用力也很大,所以能把钉子钉进去.橡皮锤形变较大,它和钉子之间的作用时间较长,同理可知橡皮锤对钉子的作用力较小,不容易

把钉子钉进去.但在铺地砖时,需要较小的作用力,否则容易把地砖敲碎,因

此铺地砖时用橡皮锤,不用铁锤.

点拨:根据动量定理,利用对作用时间的调整来控制作用力的大小.

【例2】如图50-1所示,质量为m的小球以速度v碰到墙壁上,被反弹

回来的速度大小为2v/3,若球与墙的作用时间为t,求小球与墙相碰过程中所

受的墙壁给它的作用力.

解析:取向左为正方向,根据动量定理,对小球有=--=,由于此过程中小球在竖直方向受力平衡,墙给它的作用力

等于它所受的合外力,所以墙给它的作用力为=,方向向左.

Ft m

2

3

v( mv)mv

F

5

3

5

3

mv

t

点拨:动量定理是矢量式,解题要选取正方向,动量定理中的F是合外力.【例3】下列说法正确的是

[ ] A.动量的方向与受力方向相同

B.动量的方向与冲量的方向相同

C.动量的增量的方向与受力方向相同

D.动量变化率的方向与速度方向相同

点拨:冲量的方向与力的方向相同,动量的方向与速度方向相同,动量增量的方向与冲量的方向相同,动量方向与冲量方向间无必然的联系.动量变化率(Δp/Δt)的方向与力的方向相同,力的方向与速度方向间无必然的联系.参考答案

C

【例4】在空间某处以相等的速率分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出质量相等三个小球,不计空气阻力,经相同的时间t(设小球均未落地),下列有关动量变化的判断正确的是

[ ] A.作上抛运动的小球动量变化最大

B.作下抛运动的小球动量变化最小

C.三小球动量变化大小相等,方向相同

D.三小球动量变化大小相等,方向不同

点拨:三个小球都只有竖直方向的动量变化(作平抛运动的小球水平方向动量不变).可根据匀变速直线运动的速度公式,求出竖直方向的速度变化,从而直接求出动量变化加以比较.但如果转换思考角度,从动量定理出发从考虑重力的冲量来比较动量的变化可使问题简单明了.

参考答案

C

跟踪反馈

1.动量定理Ft=p′-p中的F是指

[ ] A.物体所受的动力

B.物体所受的除重力以外的其它力的合力

C.重力和弹力的合力

D.物体所受的合外力

2.对任何运动的物体,用一不变的力制动使它停止运动,所需的时间决定于物体的

[ ] A.速度

B.加速度

C.动量

D.质量

3.一个质量为m的小球以速率v垂直射向墙壁,被墙以等速率反向弹回.若球与墙的作用时间为t,则小球受到墙的作用力大小为

[ ] A.mv/t

B.2mv/t

C.mv/2t

D.0

4.人从高处跳到低处,为了安全,一般都是让脚尖先着地,接着让整个脚底着地,并让人下蹲,这样做是为了

[ ] A.减小人受到的冲量

B.减小人的动量变化

C.延长与地面的作用时间,从而减小人受到的作用力

D.延长与地面的作用时间,使人所受地面给他的弹力小于人所受的重力

参考答案

1.D 2.C 3.B 4.C

高中物理-动量守恒定律教案

高中物理-动量守恒定律(一) ★新课标要求 (一)知识与技能 理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用条件和适用范围 (二)过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 (三)情感、态度与价值观 培养逻辑思维能力,会应用动量守恒定律分析计算有关问题 ★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件. ★教学方法 教师启发、引导,学生讨论、交流。 ★教学用具: 投影片,多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后mυ的矢量和保持不变,因此mυ很可能具有特别的物理意义。 (二)进行新课 1.动量(momentum)及其变化 (1)动量的定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位:kg·m/s 读作“千克米每秒”。 理解要点: ①状态量:动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。 师:大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念. ②矢量性:动量的方向与速度方向一致。 师:综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生

的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。 (2)动量的变化量: 定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称:△p= p′-p为物体在该过程中的动量变化。 强调指出:动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。 一维情况下:Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1矢量差 【例1(投影)】 一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少? 【学生讨论,自己完成。老师重点引导学生分析题意,分析物理情景,规范答题过程,详细过程见教材,解答略】 2.系统内力和外力 【学生阅读讨论,什么是系统?什么是内力和外力?】 (1)系统:相互作用的物体组成系统。 (2)内力:系统内物体相互间的作用力 (3)外力:外物对系统内物体的作用力 〖教师对上述概念给予足够的解释,引发学生思考和讨论,加强理解〗 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件: 两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外,还受到各自的重力和支持力的作用,使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。 3.动量守恒定律(law of conservation of momentum) (1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 公式:m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ (2)注意点: ①研究对象:几个相互作用的物体组成的系统(如:碰撞)。 ②矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向; ③同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的) ④条件:系统不受外力,或受合外力为0。要正确区分内力和外力;当F内>>F外时,系统动量可视为守恒; 思考与讨论: 如图所示,子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块, 此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中,

高三物理《能量守恒定律》公式总结

高三物理《能量守恒定律》公式总结 1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米 2.油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积,S:油膜表面积2} 3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。 4.分子间的引力和斥力r10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0 5.热力学第一定律w+Q=ΔU{,w:外界对物体做的正功,Q:物体吸收的热量,ΔU:增加的内能,涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕} 6.热力学第二定律 克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化; 开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化{涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕} 7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度 注: 布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温

度越高越剧烈; 温度是分子平均动能的标志; 分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快; 分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小; 气体膨胀,外界对气体做负功w<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0 物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零; r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离; 其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。

高中物理动量守恒专题训练

1.在如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向 射入木块后留在其中,将弹簧压缩到最短.若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统, 则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中() A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量守恒,机械能不守恒 C. 动量不守恒,机械能不守恒 D. 动量不守恒,机械能守恒 2.车厢停在光滑的水平轨道上,车厢后面的人对前壁发射一颗子弹。设子弹质量为m,出口速度v,车厢和人的质量为M,则子弹陷入前车壁后,车厢的速度为() A. mv/M,向前 B. mv/M,向后 C. mv/(m M),向前 D. 0 3.质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值.碰撞后B球的速度大小可能是( ). A. 0.6v B. 0.4v C. 0.3v D. v 4.两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动,A球的动量是8kg·m/s,B球的动量是6kg·m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能为 A. p A=0,p B=l4kg·m/s B. p A=4kg·m/s,p B=10kg·m/s C. p A=6kg·m/s,p B=8kg·m/s D. p A=7kg·m/s,p B=8kg·m/s 5.如图所示,在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车.现有一质量也为m的小 球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去,不计一切摩擦,则() A. 在相互作用的过程中,小车和小球组成的系统总动量守恒 B. 小球离车后,可能做竖直上抛运动 C. 小球离车后,可能做自由落体运动 D. 小球离车后,小车的速度有可能大于v0 6.如图甲所示,光滑水平面上放着长木板B,质量为m=2kg的木块A以速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面,由于A、B之间存在有摩擦,之后,A、B的速度随时间变化情况如乙图所示,重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是() A. A、B之间动摩擦因数为0.1 B. 长木板的质量M=2kg C. 长木板长度至少为2m D. A、B组成系统损失机械能为4J 7.长为L、质量为M的木块在粗糙的水平面上处于静止状态,有 一质量为m的子弹(可视为质点)以水平速度v0击中木块并恰好未穿出。设子弹射入木块过程时间极短,子弹受到木块的阻力恒定,木块运动的最大距离为s,重力加速度为g,(其中M=3m)求: (1)木块与水平面间的动摩擦因数μ; (2)子弹受到的阻力大小f。(结果用m ,v0,L表示) 8.如图所示,A、B两点分别为四分之一光滑圆弧轨道的最高点和最低点,O为圆心,OA连线水平,OB连线竖直,圆弧轨道半径R=1.8m,圆弧轨道与水平地面BC平滑连接。质量m1=1kg的物体P由A点无初速度下滑后,与静止在B点的质量m2=2kg的物体Q发生弹性碰撞。已知P、Q两物体与水平地面间的动摩擦因数均为0.4,P、Q两物体均可视为质点,当地重力加速度g=10m/s2。求P、Q两物体都停止运动时二者之间的距离。

高中物理 动能 动能定理资料

动能动能定理 动能定理是高中教学重点内容,也是高考每年必考内容,由此在高中物理教学中应提起高度重视。 一、教学目标 1.理解动能的概念: (1)知道什么是动能。 制中动能的单位是焦耳(J);动能是标量,是状态量。 (3)正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。 2.掌握动能定理: (1)掌握外力对物体所做的总功的计算,理解“代数和”的含义。 (2)理解和运用动能定理。 二、重点、难点分析 1.本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。 2.动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难,应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。 3.通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解,让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识,这是本节的较高要求,也是难点。 三、主要教学过程 (一)引入新课 初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解,在学习了功的概念及功和能的关系之后,我们再进一步对动能进行研究,定量、深入地理解这一概念及其与功的关系。 (二)教学过程设计 1.什么是动能?它与哪些因素有关?这主要是初中知识回顾,可请学生举例回答,然后总结作如下板书: 物体由于运动而具有的能叫动能,它与物体的质量和速度有关。 下面通过举例表明:运动物体可对外做功,质量和速度越大,动能越大,物体对外做功的能力也越强。所以说动能是表征运动物体做功的一种能力。 2.动能公式 动能与质量和速度的定量关系如何呢?我们知道,功与能密切相关。因此我们可以通过做功来研究能量。外力对物体做功使物体运动而具有动能。下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。 列出问题,引导学生回答: 光滑水平面上一物体原来静止,质量为m,此时动能是多少?(因为物体没有运动,所以没有动能)。在恒定外力F作用下,物体发生一段位移s,得到速度v (如图1),这个过程中外力做功多少?物体获得了多少动能?

高中物理动量守恒定律练习题及答案

高中物理动量守恒定律练习题及答案 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1.如图:竖直面内固定的绝缘轨道abc ,由半径R =3 m 的光滑圆弧段bc 与长l =1.5 m 的粗糙水平段ab 在b 点相切而构成,O 点是圆弧段的圆心,Oc 与Ob 的夹角θ=37°;过f 点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E =10 N/C 的匀强电场,Ocb 的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m 的矩形区域efgh ,ef 与Oc 交于c 点,ecf 与水平向右的方向所成的夹角为β(53°≤β≤147°),矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场.质量m 2=3×10-3 kg 、电荷量q =3×l0-3 C 的带正电小物体Q 静止在圆弧轨道上b 点,质量m 1=1.5×10-3 kg 的不带电小物体P 从轨道右端a 以v 0=8 m/s 的水平速度向左运动,P 、Q 碰撞时间极短,碰后P 以1 m/s 的速度水平向右弹回.已知P 与ab 间的动摩擦因数μ=0.5,A 、B 均可视为质点,Q 的电荷量始终不变,忽略空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g =10 m/s 2.求: (1)碰后瞬间,圆弧轨道对物体Q 的弹力大小F N ; (2)当β=53°时,物体Q 刚好不从gh 边穿出磁场,求区域efgh 内所加磁场的磁感应强度大小B 1; (3)当区域efgh 内所加磁场的磁感应强度为B 2=2T 时,要让物体Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,求此最长时间t 及对应的β值. 【答案】(1)2 4.610N F N -=? (2)1 1.25B T = (3)127s 360 t π = ,001290143ββ==和 【解析】 【详解】 解:(1)设P 碰撞前后的速度分别为1v 和1v ',Q 碰后的速度为2v 从a 到b ,对P ,由动能定理得:221011111 -22 m gl m v m v μ=- 解得:17m/s v = 碰撞过程中,对P ,Q 系统:由动量守恒定律:111122m v m v m v ' =+ 取向左为正方向,由题意11m/s v =-', 解得:24m/s v =

高考物理动能与动能定理试题经典及解析

高考物理动能与动能定理试题经典及解析 一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理 1.如图所示,半径R =0.5 m 的光滑圆弧轨道的左端A 与圆心O 等高,B 为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道的右端C 与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切。一质量m =1kg 的小滑块从A 点正上方h =1 m 处的P 点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g =10 m/s 2。 (1)求滑块第一次运动到B 点时对轨道的压力。 (2)求滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离。 (3)通过计算判断滑块从斜面上返回后能否滑出A 点。 【答案】(1)70N ; (2)1.2m ; (3)能滑出A 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块从P 到B 的运动过程只有重力做功,故机械能守恒,则有 ()21 2 B mg h R mv += 那么,对滑块在B 点应用牛顿第二定律可得,轨道对滑块的支持力竖直向上,且 ()2 N 270N B mg h R mv F mg mg R R +=+=+= 故由牛顿第三定律可得:滑块第一次运动到B 点时对轨道的压力为70N ,方向竖直向下。 (2)设滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离为L ,滑块运动过程只有重力、摩擦力做功,故由动能定理可得 cos37sin37cos370mg h R R L mgL μ+-?-?-?=() 所以 1.2m L = (3)对滑块从P 到第二次经过B 点的运动过程应用动能定理可得 ()21 2cos370.542 B mv mg h R mgL mg mgR μ'=+-?=> 所以,由滑块在光滑圆弧上运动机械能守恒可知:滑块从斜面上返回后能滑出A 点。 【点睛】 经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。

高二物理 动量守恒定律的应用 典型例题解析

动量守恒定律的应用 典型例题解析 【例1】 如图53-1所示,质量相同的两木块从同一高度同时开始自由下落,至某一位置时A 被水平飞来的子弹击中(未穿出),则A 、B 两木块的落地时间t A 、t B 的比较,正确的是 [ ] A .t A =t B B .t A >t B C .t A <t B D .无法判断 解析:正确答案为B 点拨:子弹与木块A 作用过程中,在水平方向的总动量守恒,在竖直方向上由于满足子弹与木块作用力的冲量远大于重力的冲量,所以在竖直方向上总动量也守恒,取向下为正有:m A v A =(m A +m)v ′A y ,显 然′=<,即由于子弹的射入,使木块在极短的时间v y v v A A A A m m m A A 内竖直方向的速度由v A 减小到v ′A y ,因而使得它比木块 B 迟到达地面. 【例2】 A 、B 两辆车在光滑的水平面上相向滑行,A 车的总质量m A

=1000kg,B车的总质量m B=500kg,当各自从对方的侧旁相遇而过时,各自把m=50kg的重物转移到对方的车上,结果A车停止运动,B车以v B′=8.5m/s的速度继续按原方向前进,求A、B两车原来的速度大小. 解析:设A、B两车原来的速度大小为v A和v B,以B车的运动方向为正.对A、B两车这一系统,总动量守恒,m B v B-m A v A=m A·0+m B v B′,500v B -1000v A=500×8.5. 对B车(除要移动的50kg)和从A车上移入的重物为系统,总动量守恒(m B-m)v B-mv A=m B v B′,(500-50)v B-50v A=500×8.5.解得v A=0.5m/s,v B=9.5m/s. 点拨:应用动量守恒定律时,灵活地选取研究对象作为系统是解题必须具备的能力,本例若选取A车(不包括要移动的50kg)和从B车上移入的重物为系统,则有mv B-(m A-m)v A=0,50v B-(1000-50)v A=0,在这三次选取的系统中,只要选取三次中的任意两次便可得到问题的解.【例3】将质量为m的铅球以大小为v0,沿仰角为θ的方向抛入一个装着砂子的总质量为M的静止砂车中,如图53-2所示,设车与地面间的摩擦可忽略,则球落入砂车后,车的速度多大? 点拨:对铅球和砂车所组成的系统,在相互作用过程中,总动量不守恒,因为铅球进入砂车后竖直方向的动量减为零,但系统在水平方向不受外力作用,在水平方向总动量守恒.

高中物理《动能和动能定理(3)》优质课教案、教学设计

7.动能和动能定理 教学目标】 1、知识与技能 ①.知道动能的定义式,会用动能的定义式进行计算; ②.理解动能定理及其推导过程,知道动能定理的适用范围。 2 、过程与方法 ①.运用归纳推导方式推导动能定理的表达式;②.对比分析动力学知识 与动能定理的应用。 3、情感态度与价值观 通过动能定理的归纳推导,培养学生对科学研究的兴趣。教学重难点】 1 、重点:动能的概念和表达式。 2、难点:动能定理的理解和应用。 授课类型】新授课 主要教学方法】讲授法 直观教具与教学媒体】多媒体投影、ppt 课件、黑板、粉笔课时安排】 1 课时【教学过程】

一、复习引入 通过本章第一节伽利略理想斜面实验复习重力势能的表达式和动能的定义。 重力势能:E P mgh 动能:物体由于运动而具有的能量。例如:跑动的人、下落的重物。 二、新课教学 思考:物体的动能与哪些量有关? 情景1 :让滑块A 从光滑的导轨上滑下,与木块B 相碰,推动木块做功。A 滑下时所处的高度越高,碰撞后B 运动的越远。 情景2 :质量不同的滑块从光滑的导轨上同一高度滑下,与木块B 相碰,推动木块做功。滑块质量越大,碰撞后木块运动的越远。 师:根据以上两个情景,说明物体动能的大小与物体的速度和质量有关,且随着速度和质量的增大而增大。所以动能的表达式应该满足这样的特征。

另外,物体能量的变化一定伴随着力对物体做功,所以我们还是从 力对物体做功来探究物体动能的表达式。 (一)动能的表达式首先我们来看这样一个问题。设物体的质量为m ,在与运动方向 相同的恒定外力 F 的作用下发生一段位移所 示。试用牛顿运动定律和运动学公式,推导出力 F 对物体做功的表达式(用m 、v1、v2 表示)。 分析:根据牛顿第二定律有 F ma 又根据运动学规律v22v122al 得 v2 2 2a 则力F 对物体所做的功为: 从这个式子可以看出,“12mv2”是一个具有特定意义的物理量,它的特殊意义在于:①与力对物体做的功密切相关;②随着物体质量的增大、 1 2 速度的增大而增大。这满足物体动能的特征,所以“21 mv2” 就是我们要寻 找的动能的表达式,动能用E k 来表示,则 E 1 mv 2 k2 1、定义:物体由于运动而具有的能量; 1 2 2 、表达式:E k 2mv; 3、单位:焦耳,简称焦,有符号J 表示; 2 2 1kg m2/ s21N m 1J w Fl 2 2 2 2 v v m(v v ) 2 1 ma 2 1 2a 2 1 2 1 2 mv2 mv1 2 2 2 1 1) l ,速度由v1 增加到v2,如图

高二物理动量守恒定律

课题:16、3动量守恒定律(二) 学习目标: (一)知识与技能 掌握运用动量守恒定律的一般步骤 (二)过程与方法 知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题,并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。 (三)情感、态度与价值观 学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题,培养思维能力。 重点:运用动量守恒定律的一般步骤 难点:动量守恒定律的应用. 知识链接: 1、写出动量守恒定律的内容。 2、动量守恒定律的条件有哪些? 学法指导: 1、仔细看书把书本中的知识点掌握到位 2、做各种类型的习题,在做题中强化知识 学习过程: 1、阅读课本p10第二段,用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式,写出详细过程。

2、动量守恒定律的普适性 从现代物理学的理论高度来认识,动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反,每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生β衰变放出电子时,按动量守恒,反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示,两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象,1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量,在实验中极难测量,直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。(2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现,两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了。 3、例1、见教材11页。分析题意,分析物理情景,规范答题过程,详细过程见教材 (总结动量守恒定律解决问题的思路) 4、例2:质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度. 5、例3、如图所示,甲车的质量是2 kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg,以5 m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度,物体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2)

高中物理动能定理的综合应用试题经典及解析

高中物理动能定理的综合应用试题经典及解析 一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用 1.一辆汽车发动机的额定功率P =200kW ,若其总质量为m =103kg ,在水平路面上行驶时,汽车以加速度a 1=5m/s 2从静止开始匀加速运动能够持续的最大时间为t 1=4s ,然后保持恒定的功率继续加速t 2=14s 达到最大速度。设汽车行驶过程中受到的阻力恒定,取g =10m/s 2.求: (1)汽车所能达到的最大速度; (2)汽车从启动至到达最大速度的过程中运动的位移。 【答案】(1)40m/s ;(2)480m 【解析】 【分析】 【详解】 (1)汽车匀加速结束时的速度 11120m /s v a t == 由P=Fv 可知,匀加速结束时汽车的牵引力 1 1F P v = =1×104N 由牛顿第二定律得 11F f ma -= 解得 f =5000N 汽车速度最大时做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知, 此时汽车的牵引力 F=f =5000N 由P Fv =可知,汽车的最大速度: v=P P F f ==40m/s (2)汽车匀加速运动的位移 x 1= 1 140m 2 v t = 对汽车,由动能定理得 21121 02 F x Pt fs mv =--+ 解得 s =480m 2.如图甲所示,倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行.在t =0时刻,将质量为1.0 kg 的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A 点,经过1.0 s ,物块从最下端的B

点离开传送带.取沿传送带向下为速度的正方向,则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g =10 m/s 2),求: (1)物块与传送带间的动摩擦因数; (2)物块从A 到B 的过程中,传送带对物块做的功. 【答案】(1) 3 5 (2) -3.75 J 【解析】 解:(1)由图象可知,物块在前0.5 s 的加速度为:21 11 a =8?m/s v t = 后0.5 s 的加速度为:222 22 2?/v v a m s t -= = 物块在前0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向下,由牛顿第二定律得: 1mgsin mgcos ma θμθ+= 物块在后0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向上,由牛顿第二定律得: 2mgsin mgcos ma θμθ-= 联立解得:3μ= (2)由v -t 图象面积意义可知,在前0.5 s ,物块对地位移为:11 12 v t x = 则摩擦力对物块做功:11· W mgcos x μθ= 在后0.5 s ,物块对地位移为:12 122 v v x t += 则摩擦力对物块做功22· W mgcos x μθ=- 所以传送带对物块做的总功:12W W W =+ 联立解得:W =-3.75 J 3.如图的竖直平面内,一小物块(视为质点)从H =10m 高处,由静止开始沿光滑弯曲轨道AB 进入半径R =4m 的光滑竖直圆环内侧,弯曲轨道AB 在B 点与圆环轨道平滑相接。之后物块沿CB 圆弧滑下,在B 点(无动量损失)进入右侧的粗糙水平面上压缩弹簧。已知物块的质量m =2kg ,与水平面间的动摩擦因数为0.2,弹簧自然状态下最左端D 点与B 点距离L =15m ,求:(g =10m/s 2)

高二物理库仑定律测试题及答案

1.关于点电荷的说法,正确的是() A.只有体积很小的带电体才能看作点电荷 B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷 D.一切带电体都可以看成是点电荷 2、真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大到原来的3倍,它们之间作用力的大小等于() A.F B.3F C.F/3 D.F/9 3. A、B两点电荷间的距离恒定,当其他电荷移到A、B附近时,A、B间相互作用的库仑力将( ) A.可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.无法确定 4. 有A、B、C三个塑料小球,A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的,如果A带正电,则( ) A.B和C两球均带负电 B.B球带负电,C球带正电 C.B和C两球中必有一个带负电,而另一个不带电 D.B和C两球都不带电 5. 关于库仑定律的公式 22 1 r Q Q k F ,下列说法中正确的是( ) A.当真空中两个电荷间距离r→∞时,它们间的静电力F→0 B.当真空中两个电荷间距离r→0时,它们间的静电力F→∞ C.当两个电荷间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了 D.当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了 6.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法中可行的是( ) A.每个点电荷的带电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变 B.保持点电荷的带电荷量不变,使两个点电荷间的距离增大到原来的2倍 C.使一个点电荷的带电荷量加倍,另一个点电荷电荷量保持不变,同时将两点电 荷间的距离减小为原来的 2 1 D.保持点电荷的带电荷量不变,将两点电荷间的距离减小为原来的 2 1 7、关于点电荷的说法中正确的是() A、真正的点电荷是不存在 B、点电荷是一种理想化的物理模型 C、小的带电体就是点电荷 D、形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体 8.如图1-2-6所示,质量分别是m 1和m2带电量分别为q1 和q2的小球,用长度不等的轻丝线悬挂起来,两丝线与竖 直方向的夹角分别是α和β(α>β),两小球恰在同一水 平线上,那么() A.两球一定带异种电荷 图1-2-6

高三物理能量守恒定律详尽讲义

高三物理能量守恒定律详尽讲义 考纲解读1.知道功是能量转化的量度,掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化,理解能量守恒定律,并能用来分析有关问题. 1.[功能关系的理解]用恒力F向上拉一物体,使其由地面处开始加速上升到某一高度.若该过程空气阻力不能忽略,则下列说法中正确的是() A.力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量 B.重力所做的功等于物体重力势能的增量 C.力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量 D.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量 答案 C 2.[能的转化与守恒定律的理解]如图1所示,美国空军X-37B无人航天飞机于2010年4月首飞,在X-37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中() 图1 A.X-37B中燃料的化学能转化为X-37B的机械能 B.X-37B的机械能要减少 C.自然界中的总能量要变大 D.如果X-37B在较高轨道绕地球做圆周运动,则在此轨道上其机械能不变 答案AD 解析在X-37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中,必须启动助推器,对X-37B做正功,X-37B的机械能增大,A对,B错.根据能量守恒定律,

C错.X-37B在确定轨道上绕地球做圆周运动,其动能和重力势能都不会发生变化,所以机械能不变,D对. 3.[能量守恒定律的应用]如图2所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,B、C在水平线上,其距离d=0.5 m.盆边缘的高度为h=0.3 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.1.小物块在盆内来回滑动,最后停 下来,则停下的位置到B的距离为() 图2 A.0.5 m B.0.25 m C.0.1 m D.0 答案 D 解析由mgh=μmgx,得x=3 m,而x d= 3 m 0.5 m=6,即3个来回后,小物块 恰停在B点,选项D正确. 一、几种常见的功能关系 1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变. 2.表达式:ΔE减=ΔE增.

高二物理 动量守恒定律 典型例题解析

动量守恒定律 典型例题解析 【例1】 如图52-1所示,在光滑的水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1追逐质量为m 2,速度为v 2的小球,追及并发生相碰后速度分别为v 1′和v 2′,将两个小球作为系统,试根据牛顿运动定律推导出动量守恒定律. 解析:在两球相互作用过程中,根据牛顿第二定律,对小球1有:F ==,对有′==.由牛顿第三定律得=m a m m F m a m F 1112222????v t v t 12 -F ′,所以F ·Δt =-F ′·Δt ,m 1Δv 1=-m 2Δv 2,即m 1( v 1′-v 1)=-m 2(v 2′-v 2),整理后得:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+ m 2v 2′,这表明以两小球为系统,系统所受的合外力为零时,系统的总动量守恒. 点拨:动量守恒定律和牛顿运动定律是一致的,当系统内受力情况不明,或相互作用力为变力时,用牛顿运动定律求解很繁杂,而动量定理只管发生相互作用前、后的状态,不必过问相互作用的细节,因而避免了直接运用牛顿运动定律解题的困难,使问题简化. 【例2】 把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上,当枪发射出一颗子弹时,下列说法正确的是 [ ] A .枪和子弹组成的系统动量守恒 B .枪和车组成的系统动量守恒 C .子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒 D .子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同 解析:正确答案为C 点拨:在发射子弹时,子弹与枪之间,枪与车之间都存在相互作用力,所以将枪和子弹作为系统,或枪和车作为系统,系统所受的合外力均不为零,系统的动量不守恒,当将三者作为系统时,系统所受的合外力为零,系统的动量守恒,这时子弹的动量变化与枪和车的动量变化大小相等,方向相反.可见,系统的动量是否守恒,与系统的选取直接相关. 【例3】 如图52-2所示,设车厢的长度为l ,质量为M ,静止于光滑的水平面上,车厢内有一质量为m 的物体以初速度v 0向右运动,与车厢壁来

高中物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析

高中物理动能与动能定理题20套(带答案)及解析 一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理 1.如图所示,斜面ABC 下端与光滑的圆弧轨道CDE 相切于C ,整个装置竖直固定,D 是最低点,圆心角∠DOC =37°,E 、B 与圆心O 等高,圆弧轨道半径R =0.30m ,斜面长L =1.90m ,AB 部分光滑,BC 部分粗糙.现有一个质量m =0.10kg 的小物块P 从斜面上端A 点无初速下滑,物块P 与斜面BC 部分之间的动摩擦因数μ=0.75.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g =10m/s 2,忽略空气阻力.求: (1)物块第一次通过C 点时的速度大小v C . (2)物块第一次通过D 点时受到轨道的支持力大小F D . (3)物块最终所处的位置. 【答案】(1)32m/s (2)7.4N (3)0.35m 【解析】 【分析】 由题中“斜面ABC 下端与光滑的圆弧轨道CDE 相切于C”可知,本题考查动能定理、圆周运动和机械能守恒,根据过程分析,运用动能定理、机械能守恒和牛顿第二定律可以解答. 【详解】 (1)BC 长度tan 530.4m l R ==o ,由动能定理可得 21 ()sin 372 B mg L l mv -=o 代入数据的 32m/s B v = 物块在BC 部分所受的摩擦力大小为 cos370.60N f mg μ==o 所受合力为 sin 370F mg f =-=o 故 32m/s C B v v == (2)设物块第一次通过D 点的速度为D v ,由动能定理得 2211 (1cos37)22 D C mgR mv mv -= -o

(完整)人教版高中物理选修3-1:《库仑定律》教案【1】

库仑定律 【教学结构】 本章教材的特点:[: ⒈教材内容比较抽象,学生接受、理解比较困难。 ⒉物理概念,物理规律多,关系复杂,学生很难掌握知识的内在联系,形成知识系统。 ⒊与力学、运动学知识联系多,对学生基础知识要求高。 一、正、负电荷,电荷守恒 ⒈同性电荷互相推斥,异性电荷互相吸引。 ⒉中和:等量异种电荷相互抵消的现象。 ⒊物体带电:使物体中的正负电荷分开过程。(不带电物体,正负电荷等量) 带正电:物体失去一些电子带正电。] 带负电:物体得到一些电子带负电。 ⒋电荷守恒:电荷不能创造,不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另 一部分。 二、库仑定律,本章教材重点内容之一。 ⒈实验:学生动手做摩擦起电实验;演示实验:同性电荷相推斥,异性电荷相吸引。(注意学生的感性知识) ⒉F K Q Q r =12 2 (1)库仑定律的适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。点电荷:带电体大小和它们之间的距离相比可以忽略。理解为带电体只为一点,电荷集中于该点,r即为两个带电体之间距离。当带电体大小与它们距离相比不可忽略时,电荷不能视为集中一点,r不能确定,不适用库仑定律。 (2)K:静电力恒量。重要的物理常数K=9.0×109Nm2/C2,其大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的,使用库仑定律计算时,各物理量的单位必须是:F:N、Q:C、r:m。 (3)关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法,使用公式计算时,点电荷电量用绝对值代入公式进行计算,然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向即可。 (4)库仑力也称为静电力,它具有力的共性。它与高一时学过的重力,弹力,摩擦力是并列的。它具有力的一切性质,它是矢量,合成分解时遵从平行四边形法则,与其它的力平衡,使物体发生形变,产生加速度。 (5) F K Q Q r =12 2 ,F是Q1与Q2之间的相互作用力,F是Q1对Q2的作用力,也是Q2对Q1的作用力的大小,是一 对作用力和反作用力,即大小相等方向相反。不能理解为Q1≠Q2,受的力也不等。【解题点要】

高中物理考试热力学定律与能量守恒定律

选修3-3 第3讲 一、选择题 1.有关“温度”的概念,下列说法中正确的是( ) A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度 B.温度是分子平均动能的标志 C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高 D.温度较高的物体,每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大 [答案] B [解析] 温度是分子平均动能的标志,但不能反映每个分子的运动情况,所以A、D错误,由ΔU=Q+W可知C错,故选项B正确. 2.第二类永动机不可能制成,这是因为( ) A.违背了能量守恒定律 B.热量总是从高温物体传递到低温物体 C.机械能不能全部转变为内能 D.内能不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化 [答案] D [解析] 第二类永动机的设想虽然符合能量守恒定律,但是违背了能量转化中有些过程是不可逆的规律,所以不可能制成,选项D正确. 3.(2010·重庆)给旱区送水的消防车停于水平地面.在缓慢放水过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体( ) A.从外界吸热B.对外界做负功 C.分子平均动能减小D.内能增加 [答案] A [解析] 该题考查了热力学定律,由于车胎内温度保持不变,故分子的平均动能不变,内能不变,放水过程中体积增大对外做功,由热力学第一定律可知,胎内气体吸热.A选项正确. 4.如图所示,两相同的容器装同体积的水和水银,A、B两球完全 相同,分别浸没在水和水银的同一深度,A、B两球用同一种特殊的材料 制成,当温度稍升高时,球的体积会明显变大.如果开始时水和水银的 温度相同,且两液体同时缓慢地升高同一值,两球膨胀后,体积相等, 则( ) A.A球吸收的热量较多 B.B球吸收的热量较多

高二物理:动能 动能定理 教学案例

高中物理新课程标准教材 物理教案( 2019 — 2020学年度第二学期 ) 学校: 年级: 任课教师: 物理教案 / 高中物理 / 高二物理教案 编订:XX文讯教育机构

动能动能定理教学案例 教材简介:本教材主要用途为通过学习物理知识,可以让学生培养自己的逻辑思维能力,对事物的理解认识也会有一定的帮助,本教学设计资料适用于高中高二物理科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写,可以放心修改调整或直接进行教学使用。 【教学目标】 一、知识与技能 1.理解动能的概念,利用动能定义式进行计算,并能比较不同物体的动能; 2.理解动能定理表述的物理意义,并能进行相关分析与计算; 3.深化性理解的物理含义,区别共点力作用与多方物理过程下的表述; 二、过程与方法 1.掌握恒力作用下利用牛顿运动定律和功的公式推导动能定理; 2.理解恒力作用下牛顿运动定律理与动能定理处理问题的异同点,体会变力作用下动能定理解决问题的优越性; 三、情感态度与价值观 1.感受物理学中定性分析与定量表述的关系,学会用数学语言推理的简洁美; 2.体会从特殊到一般的研究方法;

【教学重、难点】 动能定理的理解与深化性应用 【教学关键点】 动能定理的推导 【教学过程】 一、提出问题、导入新课 通过探究“功与物体速度的变化关系”,从图像中得出,但具体的数学表达式是什么? 二、任务驱动,感知教材 1.动能与什么有关?等质量的两物体以相同的速率相向而行,试比较两物体的动能?如果甲物体作匀速直线运动,乙物体做曲线运动呢? 已知,甲乙两物体运动状态是否相同?动能呢? 车以速度做匀速直线运动,车内的人以相对于车向车前进的方向走动,分别以车和地面为参照物,描述的是否相同?说明了什么? 通过以上问题你得出什么结论? 2.动能定理推导时,如果在实际水平面上运动,摩擦力为,如何推导? 如果在实际水平面上先作用一段时间,发生的位移,尔后撤去,再运动停下来,如何表

高考物理动量守恒定律解题技巧及练习题

高考物理动量守恒定律解题技巧及练习题 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1.如图所示,质量为M=1kg 上表面为一段圆弧的大滑块放在水平面上,圆弧面的最底端刚好与水平面相切于水平面上的B 点,B 点左侧水平面粗糙、右侧水平面光滑,质量为m=0.5kg 的小物块放在水平而上的A 点,现给小物块一个向右的水平初速度v 0=4m/s ,小物块刚好能滑到圆弧面上最高点C 点,已知圆弧所对的圆心角为53°,A 、B 两点间的距离为L=1m ,小物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g=10m/s 2.求: (1)圆弧所对圆的半径R ; (2)若AB 间水平面光滑,将大滑块固定,小物块仍以v 0=4m/s 的初速度向右运动,则小物块从C 点抛出后,经多长时间落地? 【答案】(1)1m (2)4282 25 t s = 【解析】 【分析】 根据动能定理得小物块在B 点时的速度大小;物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒和系统机械能守恒求出圆弧所对圆的半径;,根据机械能守恒求出物块冲上圆弧面的速度,物块从C 抛出后,根据运动的合成与分解求落地时间; 【详解】 解:(1)设小物块在B 点时的速度大小为1v ,根据动能定理得:22011122 mgL mv mv μ= - 设小物块在B 点时的速度大小为2v ,物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒则有:12()mv m M v =+ 根据系统机械能守恒有:22 01211()(cos53)22 mv m M v mg R R =++- 联立解得:1R m = (2)若整个水平面光滑,物块以0v 的速度冲上圆弧面,根据机械能守恒有: 22 00311(cos53)22 mv mv mg R R =+- 解得:322/v m s = 物块从C 抛出后,在竖直方向的分速度为:38 sin 532/5 y v v m s =?= 这时离体面的高度为:cos530.4h R R m =-?=

高二物理动量及动量守恒定律单元检测试题

高二物理动量及动量守恒定律单元检测试题 一、选择题 1.向空中发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则[ CD] A.b 的速度方向一定与原速度方向相反 B.从炸裂到落地的这段时间里, a 飞行的水平距离一定比b 的大 C.a、b 一定同时到达水平地面 D.在炸裂过程中,a、b 受到的爆炸力的冲量大小一定相等 2.质量为1.0kg 的小球从高20m处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度 为 5.0m,小球与软垫接触的时间为 1.0s ,在接触时间内小球受到合力的冲量大小为( 空气阻力不计,g 取10m/s2) [C ] A.10N·s B .20N·s C .30N· s D .40N·s 3.质量为m的物体做竖直上抛运动,从开始抛出到落回抛出点用时间为t ,空气阻力大小恒为 f 。规定向下为正方向,在这过程中物体动量的变化量为[D ] A.(mg+f)t B .mgt C .(mg-f)t D .以上结果全不对 4.质量为m 的物体,在受到与运动方向一致的外力 F 的作用下,经过时间t 后物体的动量由mv1 增大到mv2,若力和作用时间改为,都由mv1开始,下面说法中正确的是[ C] A.在力2F 作用下,经过2t 时间,动量增到4mv2 B.在力2F 作用下,经过2t 时间,动量增到4mv1 C.在力 F 作用下,经过2t 时间,动量增到2(mv2-mv1) D.在力 F 作用下,经过2t 时间,动量增到2mv2 5.木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上, a 紧靠在墙壁上,

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