高中物理 第十六章 章末整合課件 新人教版選修3-5

1、專題一 動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用,1．兩個(gè)定理區(qū)別：動(dòng)量定理表示合外力 F 作用積累的沖量，F(xiàn)t 直接效應(yīng)是物體動(dòng)量的變化Δp，是一個(gè)矢量規(guī)律；動(dòng)能定理表示合外力作用積累的總功 W，直接效應(yīng)是物體動(dòng)能的變化ΔEk，是一個(gè)標(biāo)量規(guī)律．動(dòng)量定理的應(yīng)用關(guān)鍵是受力分析，確定正方向、明確沖量及初末動(dòng)量的正負(fù)，此正負(fù)是表示矢量的方向．動(dòng)能定理的應(yīng)用關(guān)鍵是受力分析，明確各力做功的正負(fù)，此正負(fù)是表示做功的效果不同，

2、是標(biāo)量的正負(fù)．,2．應(yīng)用動(dòng)量定理、動(dòng)能定理解決實(shí)際問題，注意解題的一般步驟，思路分析，正確受力分析，運(yùn)動(dòng)分析，選擇合適的物理過程、物理狀態(tài)，應(yīng)用定理列式求解．,(1)動(dòng)量定理解題的基本思路①選取研究對(duì)象；,②確定所研究的物理過程及其始、末狀態(tài)；,③分析研究對(duì)象所研究的物理過程中的受力情況；④規(guī)定正方向，根據(jù)動(dòng)量定理列方程式；⑤解方程，統(tǒng)一單位，求解結(jié)果．,(2)動(dòng)能定理解題的基本思路,①選取研究對(duì)象，明確它

3、的運(yùn)動(dòng)過程；,②分析研究對(duì)象的受力情況和各個(gè)力的做功情況，然后求,各個(gè)外力做功的代數(shù)和；,③明確物體在過程始末狀態(tài)的動(dòng)能 Ek1 和 Ek2；,④列出動(dòng)能定理的方程 W合＝Ek2－Ek1，及其他必要的解題,方程，進(jìn)行求解．,【例題】如圖 16－1 所示，鐵塊質(zhì)量 m＝4 kg，以速度,v＝2 m/s 水平滑上一靜止的平板車，平板車質(zhì)量 M＝16 kg，鐵塊與平板車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，其他摩擦不計(jì)(g 取10 m/s2)，

4、求：,圖 16－1,(1)鐵塊相對(duì)平板車靜止時(shí)，鐵塊的速度；(2)鐵塊在平板車上滑行的最長時(shí)間；(3)鐵塊在平板車上滑行的最大距離．,解析：鐵塊滑上平板車后，在車對(duì)它的摩擦力的作用下開始減速，車在鐵塊對(duì)它的摩擦力作用下開始加速，當(dāng)兩者速度相等時(shí)，鐵塊相對(duì)平板車靜止，不再發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)．(1)鐵塊滑上板車的過程中，兩者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取v 的方向?yàn)檎较颍畡t mv＝(M＋m)v′,本問題也可以取平

5、板車為研究對(duì)象進(jìn)行求解，但應(yīng)注意，平板車受的摩擦力 F＝μmg，F(xiàn)≠μMg.(3)方法一：鐵塊在平板車上滑行時(shí)，兩者都做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，因此,答案：(1)0.4 m/s (2)0.8 s (3)0.8 m,專題二 動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律時(shí)，研究對(duì)象必定是系統(tǒng)；此外，這些規(guī)律都是運(yùn)用于物理過程，而不是對(duì)于某一狀態(tài)(或時(shí)刻)．因

6、此，在用它們解題時(shí)，首先應(yīng)選好研究對(duì)象和研究過程．對(duì)象和過程的選取直接關(guān)系到問題能否解決以及解決起來是否簡便．選取時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：,(1)選取研究對(duì)象和研究過程，要建立在分析物理過程的基礎(chǔ)上，臨界狀態(tài)往往應(yīng)作為研究過程的開始或結(jié)束狀態(tài)．,(2)要能視情況對(duì)研究過程進(jìn)行恰當(dāng)?shù)睦硐牖幚恚?(3)可以把一些看似分散的、相互獨(dú)立的物體圈在一起作為一個(gè)系統(tǒng)來研究，有時(shí)這樣做，可使問題大大簡化．(4)有的問題，可

7、以選這部分物體作研究對(duì)象，也可以選取那部分物體作研究對(duì)象；可以選這個(gè)過程作研究過程，也可以選那個(gè)過程作研究過程；這時(shí)，首選大對(duì)象、長過程．,【例題】如圖 16－2 所示，位于光滑水平桌面上的小滑塊P 和 Q 都可視作質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量均為 m，Q 與輕質(zhì)彈簧相連，設(shè) Q靜止，P 以初速度 v0向 Q 運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞．求整個(gè)碰撞過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能和 Q 的最大動(dòng)能各為多少？,圖 16－2,解析：對(duì) P

8、、Q 彈簧組成的系統(tǒng)，水平方向不受外力，水平方向上動(dòng)量守恒，當(dāng) P、Q 速度相等時(shí)，動(dòng)能損失最多，彈性勢(shì)能最大，這是完全非彈性碰撞模型．,專題三 多體問題及臨界問題,1．多體問題,對(duì)于兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)，由于物體較多，相互作用的情況也不盡相同，作用過程較為復(fù)雜，雖然仍可對(duì)初、末狀態(tài)建立動(dòng)量守恒的關(guān)系式，但因未知條件過多而無法求解，這時(shí)往往要根據(jù)作用過程中的不同階段，建立多個(gè)動(dòng)量守恒的方程，或?qū)⑾?/p>

9、統(tǒng)內(nèi)的物體按相互作用的關(guān)系分成幾個(gè)小系統(tǒng)，分別建立動(dòng)量守恒的方程．,2．臨界問題,在動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用中，常常會(huì)遇到相互作用的兩物體相距最近，避免相碰和物體開始反向運(yùn)動(dòng)等臨界問題．這類問題的求解關(guān)鍵是充分利用反證法、極限法分析物體的臨界狀態(tài)，挖掘問題中隱含的臨界條件，選取適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)和過程，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律進(jìn)行解答．,【例題】如圖 16－3 所示，在光滑水平面上有 A、B 兩輛小車，水平面的左側(cè)有一豎直墻

10、，在小車 B 上坐著一個(gè)小孩，小孩與 B 車的總質(zhì)量是 A 車質(zhì)量的 10 倍．兩車開始都處于靜止?fàn)顟B(tài)，小孩把 A 車以相對(duì)于地面的速度 v 推出，A 車與墻壁碰后仍以原速率返回，小孩接到 A 車后，又把它以相對(duì)于地面的速度 v 推出．每次推出，A 車相對(duì)于地面的速度都是 v，方向向左．則小孩把 A 車推出幾次后，A 車返回時(shí)不能再接到 A 車？,圖 16－3,答案：6 次,1．(2011 年廣東卷)如圖 16－4

11、所示，以 A、B 和 C、D 為端點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi)，一滑板靜止在光滑水平地面上，左端緊靠 B 點(diǎn)，上表面所在平面與兩半圓分別相切于 B、C.一物塊被輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上 E 點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)到 A 時(shí)剛好與傳送帶速度相同，然后經(jīng) A 沿半圓軌道滑下，再經(jīng) B 滑上滑板．滑板運(yùn)動(dòng)到 C 時(shí)被牢固粘連．物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為 m，滑板質(zhì)量 M＝2m，兩半圓半徑均為 R，板長 l＝6.5R，板右端到

12、 C 的距離 L 在 R＜L＜5R 范圍內(nèi)取值．E 距 A 為 s＝5R，物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因素均為μ＝0.5，重力加速度取 g.,圖 16－4,(1) 求物塊滑到 B 點(diǎn)的速度大?。?(2) 試討論物塊從滑上滑板到離開滑板右端的過程中，克服摩擦力做的功 Wf與 L 的關(guān)系，并判斷物塊能否滑到 CD 軌道的中點(diǎn)．,2．(2010 年廣東卷)如圖 16－5 所示，一條軌道固定在豎直平面內(nèi)，粗糙的

13、ab 段水平，bcde 段光滑，cde 段是以 O 為圓心、R 為半徑的一小段圓?。梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊 A 和 B 緊靠在一起，靜止于 b處，A 的質(zhì)量是 B 的 3 倍．兩物體在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離，分別向左、右始終沿軌道運(yùn)動(dòng)．B 到 d 點(diǎn)時(shí)速度沿水平方向，此時(shí)軌,圖 16－5,(1)物塊 B 在 d 點(diǎn)的速度大小 ；(2)物塊 A 滑行的距離．,3．(2010 年福建卷)如圖 16－6 所示，一個(gè)木箱原來靜止

14、在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊．木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量．現(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度 v0，,則(,),圖 16－6,A．小木塊和木箱最終都將靜止,B．小木塊最終將相對(duì)木箱靜止，二者一起向右運(yùn)動(dòng)C．小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直,向右運(yùn)動(dòng),D．如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止，則二,者將一起向左運(yùn)動(dòng),解析：系統(tǒng)不受外力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，最終兩個(gè)物體以相,同的速度一起向右運(yùn)動(dòng)

15、，B 正確．,答案：B,圖 16－7,5．(2009 年廣東卷)如圖 16－8 所示，水平地面上靜止放置著物塊 B 和 C，相距 l＝1.0 m．物塊 A 以速度 v0＝10 m/s 沿水平方向與 B 正碰．碰撞后 A 和 B 牢固地黏在一起向右運(yùn)動(dòng)，并再與 C 發(fā)生正碰，碰后瞬間 C 的速度 v＝2.0 m/s.已知 A 和 B 的質(zhì)量均為 m，C 的質(zhì)量為 A 質(zhì)量的 k 倍，物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.