动量与能量的综合应用PPT演示文稿
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【本讲主要内容】能量和动量的综合应用相互作用过程中的能量转化及动量守恒的问题【知识掌握】【知识点精析】1. 应用动量和能量的观点求解的问题综述:该部分是力学中综合面最广,灵活性最大,内容最为丰富的部分。
要牢固树立能的转化和守恒思想,许多综合题中,当物体发生相互作用时,常常伴随多种能量的转化和重新分配的过程。
因此,必须牢固地以守恒(系统总能量不变)为指导,这样才能正确无误地写出能的转化和分配表达式。
2. 有关机械能方面的综述:(1)机械能守恒的情况:例如,两木块夹弹簧在光滑水平面上的运动,过程中弹性势能和木块的动能相互转化;木块冲上放在光滑面上的光滑曲面小车的过程,上冲过程中,木块的动能减少,转化成木块的重力势能和小车的动能。
等等……(2)机械能增加的情况:例如,炸弹爆炸的过程,燃料的化学能转化成弹片的机械能;光滑冰面上两个人相互推开的过程,生物能转化成机械能。
等等……(3)机械能减少的情况:例如,“子弹击木块”模型,包括“木块在木板上滑动”模型等;这类模型为什么动量守恒,而机械能不守恒(总能量守恒),请看下面的分析:如图1所示,一质量为M 的长木板B 静止在光滑水平面上,一质量为m 的小滑块A 以水平速度v 0从长木板的一端开始在长木板上滑动,最终二者相对静止以共同速度一起滑行。
滑块A 在木板B 上滑动时,A 与B 之间存在着相互作用的滑动摩擦力,大小相等,方向相反,设大小为f 。
因水平面光滑,合外力为零,以A 、B 为系统,动量守恒。
(过程中两个滑动摩擦力大小相等,方向相反,作用时间相同,对系统总动量没有影响,即系统的内力不影响总动量)。
由动量守恒定律可求出共同速度0v m M m v += 上述过程中,设滑块A 对地的位移为s A ,B 对地位移为s B 。
由图可知,s A ≠s B ,且s A =(s B +Δs ),根据动能定理:对A :W fA =2020202B 21)(212121)(mv m M mv m mv mv s s f -+=-=∆+- 对B :202B fB )(21021mM mv M Mv fs W +=-== 以上两式表明:滑动摩擦力对A 做负功,对B 做正功,使A 的动能减少了,使B 的动(1)撤去力F 后木块B 能够达到的最大速度是多大?(2)木块A 离开墙壁后,弹簧能够具有的弹性势能的最大值多大?分析:本题第一问,撤去力F 后木块B 只在弹簧弹力作用下运动,木块A 不动,弹簧的弹性势能转化为木块B 的动能,弹簧第一次恢复原长时,木块B 有最大速度。