粤教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量和动量守恒定律 第6节 自然界中的守恒定律.ppt

1232.(子弹打木块模型)(多选)如图所示,一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中,木块A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起.在从子弹打击到木块A至弹簧第一次被压缩到最短的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,下列说法正确的是()A.系统动量不守恒,机械能守恒B.系统动量守恒,机械能不守恒C.当弹簧被压缩至最短时,系统具有共同的速度D.当弹簧被压缩至最短时,系统减少的动能全部转化为弹簧的弹性势能BC123解析子弹、两木块和弹簧组成的系统所受合外力为零,所以系统动量守恒,由于子弹穿入木块过程中要克服摩擦力做功,有一部分机械能转化为内能,所以系统机械能不守恒,A错误,B正确;当弹簧被压缩至最短时,系统具有相同的速度,C正确;由能量守恒定律可知,当弹簧被压缩至最短时,系统减少的动能一部分转化为内能,一部分转化为弹簧的弹性势能,D错误.1233.(滑块—木板模型)如图所示,在光滑的水平面上,质量为m=3.0kg的长木板A的左端,叠放着一个质量为m=1.0kg的小物块B(可视为质点),处于静止状态,小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30.在木板A的左端正上方,用长为R=0.80m不可伸长的轻绳将质量为m=1.0kg的小球C悬于固定点O,现将轻绳拉直使小球C于O点以下与水平方向成θ=30°角的位置,由静止释放.此后,小球C与B恰好发生正碰且无机械能损失.空气阻力不计,g取10m/s2.求:(1)小球运动到最低点时(碰撞前)对细绳的拉力;(2)木板至少多长小物块才不会滑出木板.123答案(1)20N方向竖直向下(2)1m解析(1)小球C从开始下落到与B碰撞前瞬间,解得F=20N由牛顿第三定律得,小球对细绳的拉力为F=F=20N,方向竖直向下.123(2)设小球C与小物块B在碰撞后,小球C的速度为v1,小物块B的速度为v2,由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0=mv1+mv2小物块B在木板A上滑动,小物块B和木板A组成的系统动量守恒,设B滑到木板A最右端时速度大小为v,则mv2=(m+m)v123小物块B在木板A上滑动的过程中,由小物块B和木板A组成的系统减小的机械能转化为内能,探究点一三个守恒的综合应用导学探究小车静止在光滑水平面上,小车的上表面由光滑的圆弧和光滑平面组成,车的右端固定有一不计质量的弹簧,如图所示.现有一滑块从圆弧最高处无初速度下滑,与弹簧接触并压缩弹簧.则:(1)滑块下滑过程中,对滑块和小车组成的系统满足哪些守恒?提示滑块下滑过程中,滑块和小车组成的系统在水平方向上动量守恒,没有机械能与其他形式能的转化,两者组成的系统机械能守恒;(2)滑块压缩弹簧的过程中,对滑块、弹簧和小车组成的系统满足哪些守恒?提示滑块压缩弹簧的过程中,系统受的外力为零,因此系统的动量守恒,只发生动能、弹性势能的相互转化,三者组成的系统机械能守恒.知识归纳要点笔记解决该类问题用到的规律有动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律、功能关系等.典例剖析【例题1】如图所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑的固定圆弧轨道,两轨道恰好相切于B点.质量为m的木块静止在O点,一颗质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入木块内,并留在其中和木块一起运动,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木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入木块后,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,将子弹与木块看作一个系统,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mv0=(m+m)v1系统由O到C的运动过程中机械能守恒,(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mv0=(9m+m)v9设此后木块沿圆弧上升的最大高度为h,技巧点拨子弹打木块问题的处理:子弹射入木块时,内力很大,作用时间很短,木块运动的位移很小,如果不研究子弹在木块中的相对运动情况,可认为两者在原位置瞬间共速,若研究子弹在木块中的相对运动情况,则需要根据摩擦生热公式和能量守恒求相对位移.对点演练1.如图所示,在水平地面上放置一质量为m的木块,一质量为m的子弹以水平速度v射入木块(未穿出),若木块与地面间的动摩擦因数为μ,求:(1)子弹射入后,木块在地面上前进的距离;(2)子弹射入的过程中,系统损失的机械能;(