动量传递思维导图
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高中物理思维导图图解1:运动的描述高中物理思维导图图解2:相互作用高中物理思维导图图解3:重力基本相互作用高中物理思维导图图解4:力的合成与分解高中物理思维导图图解5:牛顿第一、三定律高中物理思维导图图解6:牛顿运动定律高中物理思维导图图解7:摩擦力高中物理思维导图图解8:圆周运动高中物理思维导图图解9:运动的合成与分解等高中物理思维导图图解10:弹力高中物理思维导图图解11:万有引力与航天高中物理思维导图图解12:牛顿第二定律及其应用高中物理思维导图图解13:曲线运动高中物理思维导图图解14:静电场高中物理思维导图图解15:机械能守恒定律能量守恒定律高中物理思维导图图解16:电势能电势电势差高中物理思维导图图解17:电荷守恒定律库仑定律高中物理思维导图图解18:宇宙航行高中物理思维导图图解19:机械能守恒定律高中物理思维导图图解20:功功率高中物理思维导图图解21:势能动能及动能定理高中物理思维导图图解22:电场电场强度高中物理思维导图图解23:静电场中的导体电容器电容高中物理思维导图图解24:气体高中物理思维导图图解25:磁场高中物理思维导图图解26:交变电流高中物理思维导图图解27:电磁感应现象楞次定律高中物理思维导图图解28:法拉第电磁感应定律及其应用高中物理思维导图图解29:带电粒子在电场中的运动高中物理思维导图图解30:磁场磁感应强度高中物理思维导图图解31:电磁感应高中物理思维导图图解32:电磁感应与现代生活高中物理思维导图图解33:恒定电流高中物理思维导图图解34:焦耳定律闭合电路的欧姆定律高中物理思维导图图解35:欧姆定律电阻定律高中物理思维导图图解36:安培力洛伦兹力等高中物理思维导图图解37:分子动理论高中物理思维导图图解38:力与机械高中物理思维导图图解39:动量守恒定律高中物理思维导图图解40:热力学定律。
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高考高中物理必考知识点思维导图结构图大全第一章力
第二章直线运动
第三章牛顿运动定律
第四章物体的平衡
第五章曲线运动
第六章万有引力定律
第七章机械能
第八章动量
第九章机械振动
第十章机械波
第十一、十二章分子热运动能量守恒固体、液体和气体
第十三章电场
第十四章恒定电流
第十五章磁场
第十六章电磁感应
第十七章交变电流
第十八章电磁场和电磁波
第十九章光的传播第二十章光的波动性
第二十一章量子论初步
第二十二章原子核。
2020届高考物理二轮提分攻略专题五:动量【知识回扣】1.思维导图2.动量守恒定律(1) 常用的四种表达形式:○1m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和。
○2Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向。
○3Δp=0,系统总动量的增量为零。
(2)常见的几种守恒形式及成立条件:①理想守恒:系统不受外力或所受外力的合力为零。
②近似守恒:系统所受外力虽不为零,但内力远大于外力。
③分动量守恒:系统所受外力虽不为零,但在某方向上合力为零,系统在该方向上动量守恒。
(3)动量守恒的性质:矢量性动量守恒定律的表达式为矢量方程,解题应选取统一的正方向分清各物体初末动量的正、负。
相对性各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(没有特殊说明要选地球这个参考系)。
同时性动量是一个瞬时量,表达式中的p1、p2…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,p′1、p′2…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量,不同时刻的动量不能相加3.碰撞4.弹性碰撞模型特例两质量分别为m 1、m 2的小球发生弹性正碰,v 1≠0,v 2=0,则碰后两球速度分别为v 1′=m 1-m 2m 1+m 2v 1,v 2′=2m 1m 1+m 2v 1.(1)若m 1=m 2的两球发生弹性正碰,v 1≠0,v 2=0,则碰后v 1′=0,v 2′=v 1,即二者碰后交换速度。
(2)若m 1≫m 2,v 1≠0,v 2=0,则二者弹性正碰后,v 1′=v 1,v 2′=2v 1.表明m 1的速度不变,m 2以2v 1的速度被撞出去。
(3)若m 1≪m 2,v 1≠0,v 2=0,则二者弹性正碰后,v 1′=-v 1,v 2′=0.表明m 1被反向以原速率弹回,而m 2仍静止。
【热门考点透析】考点一 动量、冲量和动量定理1.(2019·武汉高三下学期2月调考)运动员在水上做飞行运动表演。
动量守恒定律[自我校对]①质量②速度③m v④v⑤动量的变化⑥p′-p=I⑦p1+p2=p1′+p2′⑧机械能守恒定律⑨有损失⑩损失最多动量定理及其应用1.冲量的计算(1)恒力的冲量:公式I=Ft适用于计算恒力的冲量.(2)变力的冲量:①通常利用动量定理I=Δp求解.②可用图象法计算.在F-t图象中阴影部分(如图)的面积就表示力在时间Δt=t2-t1内的冲量.2.动量定理Ft=m v2-m v1的应用(1)它说明的是力对时间的累积效应.应用动量定理解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.(2)应用动量定理求解的问题①求解曲线运动的动量变化量.②求变力的冲量问题及平均力问题.③求相互作用时间.④利用动量定理定性分析现象.【例1】 一个铁球,从静止状态由10 m高处自由下落,然后陷入泥潭中,从进入泥潭到静止用时0.4 s,该铁球的质量为336 g,求:(1)从开始下落到进入泥潭前,重力对小球的冲量为多少?(2)从进入泥潭到静止,泥潭对小球的冲量为多少?(3)泥潭对小球的平均作用力为多少?(保留两位小数,g取10 m/s2)解析:(1)小球自由下落10 m所用的时间是t1=2h g=2×1010 s= 2 s,重力的冲量I G=mgt1=0.336×10× 2 N·s≈4.75 N·s,方向竖直向下.(2)设向下为正方向,对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg (t 1+t 2)-Ft 2=0泥潭的阻力F 对小球的冲量Ft 2=mg (t 1+t 2)=0.336×10×(2+0.4) N ·s ≈6.10 N ·s ,方向竖直向上. (3)由Ft 2=6.10 N ·s 得F =15.25 N. 答案:(1)4.75 N ·s (2)6.10 N·(2)6.10 N·s s (3)15.25 N动量守恒定律应用中的临界问题解决相互作用物体系统的临界问题时,应处理好下面两个方面的问题:1.寻找临界状态题设情景中看是否有相互作用的两物体相距最近、恰好滑离、避免相碰和物体开始反向运动等临界状态.2.挖掘临界条件在与动量相关的临界问题中,临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系.3.常见类型(1)涉及弹簧类的临界问题对于由弹簧组成的系统,在物体间发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时,弹簧两端的两个物体的速度必然相等.(2)涉及相互作用边界的临界问题在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中,由于物体间弹力的作用,斜面在水平方向上将做加速运动,物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度,物体到达斜面顶端时,在竖直方向上的分速度等于零.(3)子弹打木块类的临界问题:子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同,子弹位移为木块位移与木块厚度之和.【例2】 如图所示,甲车质量m 1=m ,在车上有质量为M =2m 的人,甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h 处由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动,此时质量m 2=2m 的乙车正以v 0的速度迎面滑来,已知h =2v 2g,为了使两车不可能发生碰撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳上乙车,试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件?不计地面和斜坡的摩擦,小车和人均可看作质点.解析:设甲车(包括人)滑下斜坡后速度为v1,由机械能守恒定律得12(m1+M)v21=(m1+M)gh得:v1=2gh=2v0设人跳离甲车的水平速度(相对地面)为v,在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒,设人跳离甲车和跳上乙车后,两车的速度分别为v1′和v2′,则 人跳离甲车时:(M+m1)v1=M v+m1v1′即(2m+m)v1=2m v+m v1′ ① 人跳上乙车时:M v-m2v0=(M+m2)v2′即2m v-2m v0=(2m+2m)v2′ ② 解得v1′=6v0-2v ③v2′=12v-12v0 ④两车不可能发生碰撞的临界条件是v1′=±v2′ 当v1′=v2′时,由③④解得v=135v0当v1′=-v2′时,由③④解得v=113v0故v的取值范围为135v0≤v≤113v0.答案:135v0≤v≤113v0动量守恒和能量守恒的综合应用1.解决该类问题用到的规律动量守恒定律,机械能守恒定律,能量守恒定律,功能关系等.2.解决该类问题的基本思路(1)认真审题,明确题目所述的物理情景,确定研究对象.(2)如果物体间涉及多过程,要把整个过程分解为几个小的过程.(3)对所选取的对象进行受力分析,判定系统是否符合动量守恒的条件.(4)对所选系统进行能量转化的分析,比如:系统是否满足机械能守恒,如果系统内有摩擦则机械能不守恒,有机械能转化为内能.(5)选取所需要的方程列式并求解.【例3】 如图所示,AOB 是光滑水平轨道,BC 是半径为R 的光滑的14固定圆弧轨道,两轨道恰好相切于B 点.质量为M 的小木块静止在O 点,一颗质量为m 的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,且恰能到达圆弧轨道的最高点C (木块和子弹均看成质点).(1)求子弹射入木块前的速度.(2)若每当小木块返回到O 点或停止在O 点时,立即有一颗相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?解析:(1)第一颗子弹射入木块的过程,系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:m v 0=(m +M )v 1系统由O 到C 的运动过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:12(m +M )v 21=(m +M )gR 由以上两式解得:v 0=m +Mm 2gR .(2)由动量守恒定律可知,第2、4、6…颗子弹射入木块后,木块的速度为0,第1、3、5…颗子弹射入后,木块运动.当第9颗子弹射入木块时,以子弹初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:m v 0=(9m +M )v 9设此后木块沿圆弧上升的最大高度为H ,由机械能守恒得:12(9m +M )v 29=(9m +M )gH 由以上各式可得:H =èçæø÷öM +m M +9m 2R .答案:(1)m +M m 2gR (2)èçæø÷öM +m M +9m 2R(1)两物体不发生相撞的临界条件是两物体的速度同向同速.(2)子弹进入木块的过程中因摩擦而损失的机械能转化为系统的内能.1.如图所示,方盒A 静止在光滑的水平面上,盒内有一小滑块B ,盒的质量是滑块的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ.若滑块以速度v 开始向左运动,与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大小为________,滑块相对于盒运动的路程为________.解析:由于水平面光滑,则滑块与盒碰撞时动量守恒,故有:m v =(M +m )v 1,且M =2m相对静止时的共同速度v 1=m v M +m =v3由功能关系知:μmgs =12m v 2-12(M +m )v 21解得滑块相对盒的路程s =v 23μg .答案:v 3 v23μg2.两滑块a 、b 沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段.两者的位置x 随时间t 变化的图像如图所示.求:(1)滑块a 、b 的质量之比;(2)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比. 解析:(1)设a 、b 的质量分别为m 1、m 2,a 、b 碰撞前的速度为v 1、v 2.由题给图像得v 1=-2 m/s ① v 2=1 m/s②a 、b 发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为v . 由题给图像得 v =23m/s③由动量守恒定律得 m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v④联立①②③④式得 m 1∶m 2=1∶8.⑤(2)由能量守恒得,两滑块因碰撞而损失的机械能为ΔE =12m 1v 21+12m 2v 22-12(m 1+m 2)v 2⑥由图像可知,两滑块最后停止运动.由动能定理得,两滑块克服摩擦力所做的功为 W =12(m 1+m 2)v 2⑦联立⑥⑦式,并代入题给数据得 W ∶ΔE =1∶2.⑧答案:(1)1∶8 (2)1∶23.如图所示,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s 的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg,冰块的质量为m2=10 kg,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g=10 m/s2.(1)求斜面体的质量;(2)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩?解析:(1)规定向右为速度正方向.冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度,设此共同速度为v,斜面体的质量为m3.由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得m2v20=(m2+m3)v ①1v220=12(m2+m3)v2+m2gh ② 2m2式中v20=-3 m/s为冰块推出时的速度.联立①②式并代入题给数据得m3=20 kg. ③(2)设小孩推出冰块后的速度为v1,由动量守恒定律有m1v1+m2v20=0 ④代入数据得v1=1 m/s ⑤设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3,由动量守恒和机械能守恒定律有m2v20=m2v2+m3v3 ⑥1v220=12m2v22+12m3v23 ⑦ 2m2联立③⑥⑦式并代入数据得v2=1 m/s ⑧由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方,故冰块不能追上小孩.答案:(1)20 kg (2)见解析4.某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g 求:(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量;(2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.解析:(1)设Δt 时间内,从喷口喷出的水的体积为ΔV ,质量为Δm ,则 Δm =ρΔV ① ΔV =v 0S Δt②由①②式得,单位时间内从喷口喷出的水的质量为 ΔmΔt =ρv 0S .③(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h ,水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v .对于Δt 时间内喷出的水,由能量守恒得12(Δm )v 2+(Δm )gh =12(Δm )v 20④在h 高度处,Δt 时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp =(Δm )v⑤设水对玩具的作用力的大小为F ,根据动量定理有 F Δt =Δp⑥由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得 F =Mg⑦联立③④⑤⑥⑦式得 h =v 202g -M 2g 2ρ2v 20S2.⑧答案:(1)ρv 0S (2)v 202g -M 2g 2ρ2v 20S 2。
动量、热量及质量传递的类似性及类比律
化工原理把各种单元操作按理论基础归为动量传递、热量传递、质量传递三种传递过程,三传类比就是对流体流动中的三大传递过程采用类比的形式进行研究分析,这是化工原理阐释“三传”的主要方法。
一、传递本质类比(一)动量传递
动量传递是由于流体层之间速度不等,动量将从速度大处向速度小处传递。
(二)热量传递
热量传递是流体内部因温度不同,有热量从高温处向低温处传递。
(三)质量传递
质量传递是因物质在流体内存在浓度差,物质将从浓度高处向浓度低处传递。
在流体中的这三种传递现象,多是由于流体质点的随机运动所产生的。
若流体内部有温度差存在,当有动量传递的同时必有热量传递;同理,若流体内部有浓度差存在时,也会同时有质量传递。
若没有动量传递,则热量传递和质量传递主要是因分子的随机运动产生的现象,其传递速率较缓慢。
要想增大传递速率,需要对流体施加外功,使它流动起来。
高二物理第二章知识点思维导图I. 运动的描述和图象表示A. 质点的运动描述1. 位移、速度和加速度的定义2. 一维运动和二维运动的图象表示B. 运动图象的分析1. 运动的平均速度和瞬时速度2. 加速度与速度变化的关系3. 不同类型运动的图象分析II. 牛顿运动定律A. 牛顿第一定律1. 无外力作用下物体的运动状态2. 惯性参考系和非惯性参考系B. 牛顿第二定律1. 物体的加速度与作用力的关系2. 物体质量与惯性的概念C. 牛顿第三定律1. 作用力与反作用力的相互作用2. 力的合成与分解III. 重力和运动万有引力定律A. 重力的概念1. 重力的产生和特点2. 地球表面物体的重力B. 万有引力定律1. 万有引力定律的表达式2. 引力与质量和距离的关系C. 行星运动的解释1. 行星的轨道和速度2. 开普勒三定律IV. 力的分析方法A. 力的合成与分解1. 力的合成与力的平衡2. 力的分解与力的合成B. 平衡力的分析1. 平衡力的概念2. 物体在平衡时的条件V. 动量与动量守恒定律A. 动量的概念1. 动量的定义和计算2. 动量与质量和速度的关系B. 动量定理1. 牛顿第二定律的动量定理2. 动量守恒定律的应用VI. 动能与机械能A. 动能的概念1. 动能的定义和计算2. 动能与质量和速度的关系B. 动能定理1. 动能定理的表达式和应用2. 动能转换和守恒C. 机械能的概念1. 机械能的定义和计算2. 机械能守恒定律的应用VII. 能量和能量守恒定律A. 能量的概念1. 能量的基本单位2. 能量的转换和守恒B. 功和功率1. 功的定义和计算2. 功率的定义和计算C. 能量守恒定律1. 能量守恒的基本原理2. 能量守恒定律在物理现象中的应用总结:高二物理第二章主要介绍了运动的描述和图象表示,牛顿运动定律,重力和运动万有引力定律,力的分析方法,动量与动量守恒定律,动能与机械能,以及能量和能量守恒定律这些知识点。
高一物理知识点思维导图全部归纳在文章的开头,我将根据题目为您精心整理高一物理知识点的思维导图,以帮助您更好地理解和掌握这些知识。
请注意,由于是文字形式,我将尽力描述清晰明了,但如果您需要更直观的图示,请在文后留言,我将尽快提供相关图片。
1. 运动学1.1 位移、速度和加速度的关系1.2 匀速和匀变速运动的特点和计算1.3 自由落体运动和抛体运动的特点和计算1.4 斜抛运动和平抛运动的特点和计算2. 力学2.1 牛顿三定律及其应用2.2 动量和动量守恒定律2.3 力的合成与分解2.4 重力和重力加速度2.5 弹力和弹性势能2.6 摩擦力和摩擦系数2.7 斜面运动和斜面上物体的受力分析3. 力学中的机械能3.1 机械能的定义和守恒定律3.2 动能和势能的相互转化3.3 弹性势能和劲度系数的关系3.4 机械能在实际问题中的应用4. 物理光学4.1 光的传播和反射定律4.2 光的折射和折射定律4.3 光的色散和光的干涉4.4 光的衍射和多普勒效应5. 物理光学中的光学仪器5.1 凸透镜和凹透镜5.2 显微镜和望远镜5.3 光谱仪和干涉仪6. 热学6.1 温度和热平衡6.2 热传递和传热定律6.3 物体的热膨胀6.4 气体分子间力和理想气体状态方程7. 电学7.1 电荷和电场7.2 电压和电势差7.3 电流和电阻7.4 单质电池和串并联电路7.5 安培定律和欧姆定律7.6 理想导体和电功率8. 磁学8.1 磁场和磁力线8.2 基本磁性材料和磁场的产生8.3 洛伦兹力和磁感应强度8.4 电磁感应和法拉第电磁感应定律8.5 电磁感应中的发电机和电磁铁应用以上列出的仅为高一物理中的主要知识点,思维导图仅对知识点的梳理起到辅助作用。
在实际学习过程中,还需要深入理解每个知识点的具体原理、相关公式和计算方法,并进行例题的练习和解析。
通过在不同知识点之间建立联系和应用,能够更好地掌握物理学的基础知识,并为后续学习打下坚实的基础。
动量守恒定律[自我校对]①质量②速度③m v④v⑤动量的变化⑥p′-p=I⑦p1+p2=p1′+p2′⑧机械能守恒定律⑨有损失⑩损失最多动量定理及其应用1.冲量的计算(1)恒力的冲量:公式I=Ft适用于计算恒力的冲量.(2)变力的冲量:①通常利用动量定理I=Δp求解.②可用图象法计算.在F-t图象中阴影部分(如图)的面积就表示力在时间Δt=t2-t1内的冲量.2.动量定理Ft=m v2-m v1的应用(1)它说明的是力对时间的累积效应.应用动量定理解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.(2)应用动量定理求解的问题①求解曲线运动的动量变化量.②求变力的冲量问题及平均力问题.③求相互作用时间.④利用动量定理定性分析现象.【例1】一个铁球,从静止状态由10 m高处自由下落,然后陷入泥潭中,从进入泥潭到静止用时0.4 s,该铁球的质量为336 g,求:(1)从开始下落到进入泥潭前,重力对小球的冲量为多少?(2)从进入泥潭到静止,泥潭对小球的冲量为多少?(3)泥潭对小球的平均作用力为多少?(保留两位小数,g取10 m/s2)解析:(1)小球自由下落10 m所用的时间是t1=2hg=2×1010s= 2 s,重力的冲量I G=mgt1=0.336×10× 2 N·s≈4.75 N·s,方向竖直向下.(2)设向下为正方向,对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg(t1+t2)-Ft2=0泥潭的阻力F对小球的冲量Ft2=mg(t1+t2)=0.336×10×(2+0.4) N·s≈6.10 N·s,方向竖直向上.(3)由Ft2=6.10 N·s得F=15.25 N.答案:(1)4.75 N·s(2)6.10 N·s(3)15.25 N动量守恒定律应用中的临界问题解决相互作用物体系统的临界问题时,应处理好下面两个方面的问题:1.寻找临界状态题设情景中看是否有相互作用的两物体相距最近、恰好滑离、避免相碰和物体开始反向运动等临界状态.2.挖掘临界条件在与动量相关的临界问题中,临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系.3.常见类型(1)涉及弹簧类的临界问题对于由弹簧组成的系统,在物体间发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时,弹簧两端的两个物体的速度必然相等.(2)涉及相互作用边界的临界问题在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中,由于物体间弹力的作用,斜面在水平方向上将做加速运动,物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度,物体到达斜面顶端时,在竖直方向上的分速度等于零.(3)子弹打木块类的临界问题:子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同,子弹位移为木块位移与木块厚度之和.【例2】如图所示,甲车质量m1=m,在车上有质量为M=2m的人,甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h处由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动,此时质量m2=2m的乙车正以v0的速度迎面滑来,已知h=2v20g,为了使两车不可能发生碰撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳上乙车,试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件?不计地面和斜坡的摩擦,小车和人均可看作质点.解析:设甲车(包括人)滑下斜坡后速度为v1,由机械能守恒定律得12(m1+M)v21=(m1+M)gh得:v1=2gh=2v0设人跳离甲车的水平速度(相对地面)为v,在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒,设人跳离甲车和跳上乙车后,两车的速度分别为v1′和v2′,则人跳离甲车时:(M+m1)v1=M v+m1v1′即(2m+m)v1=2m v+m v1′①人跳上乙车时:M v-m2v0=(M+m2)v2′即2m v-2m v0=(2m+2m)v2′②解得v1′=6v0-2v ③v2′=12v-12v0 ④两车不可能发生碰撞的临界条件是v1′=±v2′当v1′=v2′时,由③④解得v=13 5v0当v1′=-v2′时,由③④解得v=11 3v0故v的取值范围为135v0≤v≤113v0.答案:135v0≤v≤113v0动量守恒和能量守恒的综合应用动量守恒定律,机械能守恒定律,能量守恒定律,功能关系等.2.解决该类问题的基本思路(1)认真审题,明确题目所述的物理情景,确定研究对象.(2)如果物体间涉及多过程,要把整个过程分解为几个小的过程.(3)对所选取的对象进行受力分析,判定系统是否符合动量守恒的条件.(4)对所选系统进行能量转化的分析,比如:系统是否满足机械能守恒,如果系统内有摩擦则机械能不守恒,有机械能转化为内能.(5)选取所需要的方程列式并求解.【例3】 如图所示,AOB 是光滑水平轨道,BC 是半径为R 的光滑的14固定圆弧轨道,两轨道恰好相切于B 点.质量为M 的小木块静止在O 点,一颗质量为m 的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,且恰能到达圆弧轨道的最高点C (木块和子弹均看成质点).(1)求子弹射入木块前的速度.(2)若每当小木块返回到O 点或停止在O 点时,立即有一颗相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?解析:(1)第一颗子弹射入木块的过程,系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:m v 0=(m +M )v 1系统由O 到C 的运动过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得: 12(m +M )v 21=(m +M )gR 由以上两式解得:v 0=m +M m 2gR .(2)由动量守恒定律可知,第2、4、6…颗子弹射入木块后,木块的速度为0,第1、3、5…颗子弹射入后,木块运动.当第9颗子弹射入木块时,以子弹初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:m v 0=(9m +M )v 9设此后木块沿圆弧上升的最大高度为H ,由机械能守恒得: 12(9m +M )v 29=(9m +M )gH 由以上各式可得:H =⎝⎛⎭⎪⎫M +m M +9m 2R .答案:(1)m +M m 2gR (2)⎝⎛⎭⎪⎫M +m M +9m 2R(1)两物体不发生相撞的临界条件是两物体的速度同向同速.(2)子弹进入木块的过程中因摩擦而损失的机械能转化为系统的内能.1.如图所示,方盒A 静止在光滑的水平面上,盒内有一小滑块B ,盒的质量是滑块的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ.若滑块以速度v 开始向左运动,与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大小为________,滑块相对于盒运动的路程为________.解析:由于水平面光滑,则滑块与盒碰撞时动量守恒,故有:m v =(M +m )v 1,且M =2m相对静止时的共同速度v 1=m v M +m =v3由功能关系知:μmgs =12m v 2-12(M +m )v 21 解得滑块相对盒的路程s =v 23μg .答案:v 3 v 23μg2.两滑块a 、b 沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段.两者的位置x 随时间t 变化的图像如图所示.求:(1)滑块a、b的质量之比;(2)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比.解析:(1)设a、b的质量分别为m1、m2,a、b碰撞前的速度为v1、v2.由题给图像得v1=-2 m/s ①v2=1 m/s ②a、b发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为v.由题给图像得v=23m/s ③由动量守恒定律得m1v1+m2v2=(m1+m2)v ④联立①②③④式得m1∶m2=1∶8. ⑤(2)由能量守恒得,两滑块因碰撞而损失的机械能为ΔE=12m1v21+12m2v22-12(m1+m2)v2 ⑥由图像可知,两滑块最后停止运动.由动能定理得,两滑块克服摩擦力所做的功为W=12(m1+m2)v2 ⑦联立⑥⑦式,并代入题给数据得W∶ΔE=1∶2. ⑧答案:(1)1∶8(2)1∶23.如图所示,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h =0.3 m(h 小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m 1=30 kg ,冰块的质量为m 2=10 kg ,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g =10 m/s 2.(1)求斜面体的质量;(2)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩?解析:(1)规定向右为速度正方向.冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度,设此共同速度为v ,斜面体的质量为m 3.由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得m 2v 20=(m 2+m 3)v① 12m 2v 220=12(m 2+m 3)v 2+m 2gh②式中v 20=-3 m/s 为冰块推出时的速度.联立①②式并代入题给数据得 m 3=20 kg.③(2)设小孩推出冰块后的速度为v 1,由动量守恒定律有 m 1v 1+m 2v 20=0④代入数据得 v 1=1 m/s⑤设冰块与斜面体分离后的速度分别为v 2和v 3,由动量守恒和机械能守恒定律有m 2v 20=m 2v 2+m 3v 3⑥ 12m 2v 220=12m 2v 22+12m 3v 23⑦联立③⑥⑦式并代入数据得 v 2=1 m/s⑧由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方,故冰块不能追上小孩.答案:(1)20 kg (2)见解析4.某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M 的卡通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S 的喷口持续以速度v 0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S );水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g.求:(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量;(2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.解析:(1)设Δt时间内,从喷口喷出的水的体积为ΔV,质量为Δm,则Δm=ρΔV ①ΔV=v0SΔt ②由①②式得,单位时间内从喷口喷出的水的质量为ΔmΔt=ρv0S. ③(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h,水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于Δt时间内喷出的水,由能量守恒得1 2(Δm)v2+(Δm)gh=12(Δm)v20④在h高度处,Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp=(Δm)v ⑤设水对玩具的作用力的大小为F,根据动量定理有FΔt=Δp ⑥由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得F=Mg ⑦联立③④⑤⑥⑦式得h=v202g-M2g2ρ2v20S2. ⑧答案:(1)ρv0S(2)v202g-M2g2ρ2v20S2。
2022-2023高考物理二轮复习(新高考)08讲动量与动量守恒定律在电磁感应中的应用●动量与动量守恒定律在电磁感应中的应用的思维导图●重难点突破一.动量定理在电磁感应现象中的应用:导体棒在感应电流所引起的安培力作用下运动时,当题目中涉及速度v、电荷量q、运动时间t、运动位移x时常用动量定理求解.二.动量守恒定律在电磁感应中的应用:在双金属棒切割磁感线的系统中,双金属棒和导轨构成闭合回路,安培力充当系统内力,如果它们不受摩擦力,且受到的安培力的合力为0时,满足动量守恒,运用动量守恒定律解题比较方便.●考点应用,质量为m,电阻不计,匀强1.水平放置的平行光滑导轨,间距为L,左侧接有电阻R,导体棒初速度为v磁场的磁感应强度为B,导轨足够长且电阻不计,从开始运动至停下来导体棒或金属框在感应电流所引起的安培力作用下做非匀变速直线运动时,常用的计算:-B I L Δt =0-mv 0,q =I Δt ,q =mv 0BL -B 2L 2v R Δt =0-mv 0,x =v Δt =mv 0R B 2L2例1:如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ,其右端接有阻值为R 的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。
一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab 垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。
现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离L 时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。
设杆接入电路的电阻为r ,导轨电阻不计,重力加速度大小为g ,则此过程错误的是()A .杆的速度最大值为22()F mg RB d μ-B .流过电阻R 的电荷量为BdLR r+C .从静止到速度恰好达到最大经历的时间2222()()()m R r B d L t B d F mg R r μ+=+-+D .恒力F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量【答案】A【详解】A .当杆的速度达到最大时,安培力为22=B d v F R r +安此时杆受力平衡,则有F-μmg-F 安=0解得22()()F mg R r v B d μ-+=A 错误,符合题意;B .流过电阻R 的电荷量为BdLq It R r R r∆Φ===++B 正确,不符合题意;C .根据动量定理有()F mg t BIt mv μ--=,q It=结合上述解得2222()()()mg R r B d L t B d F mg R r μ+=+-+C 正确,不符合题意;D .对于杆从静止到速度达到最大的过程,根据动能定理,恒力F 、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量,由于摩擦力做负功,所以恒力F 、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量,D 正确,不符合题意。
学科干货-----最全高中物理思维导图:40张图扫清
高中三年知识点
史上最全的高中物理思维导图!刚学的同学便于用来理解概念、定义、定
理,高三复习的同学用来回忆,进行地毯式细节复习。
1
相互作用
2
重力基本相互作用
3
力的合成与分解
4
摩擦力
5 弹力
6
牛顿定律
7
运动的描述
8
运动的合成与分解
9
圆周运动
10
曲线运动
11
万有引力与航天
12
宇宙航行
13
静电场
电场电场强度
15
电势
电荷守恒定律库仑定律
17
机械能量守恒定律
18 功功率
19 势能动能
20 磁场磁感应强度
2 1磁场
22 电磁感应现象&楞次定律
23法拉第电磁感应定律
24 电磁感应与现代生活
25 带电粒子在电场中的运动
26 安培力洛伦兹力
27 恒定电流
28 交变电流
30 欧姆定律
32 热与热机
34 分子动理论
35 光
36 原子核
37 机械波
38 波粒二象性
39 相对论
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