高考物理一轮总复习精品课件 第6章 动量守恒定律 研专项 素养提升 (2).ppt

解析(1)由于水平面光滑,则子弹和木块组成的系统在水平方向动量守恒,则有mv0=mv1+m木v2(2)由能量守恒定律可知,系统产生的内能等于系统机械能的减少量,则Q=Ffx1-Ffx2=Ffd。典例2.(2022江苏南京模拟)如图甲所示,倾角θ=30°的足够长的斜面上质量m1=3kg的木板A沿斜面下滑,其下端固定有与木板垂直的弹性小挡板。t=0时,质量m2=2kg的小滑块B(可视为质点)轻放到A的上表面,在0~0.3s内,A、B的v-t图像如图乙所示。已知当A的速度减为零时B恰好到达A的下端,并与小挡板发生弹性碰撞,碰撞时间极短且碰撞前后两物体沿同一直线运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,求:(1)A与斜面间的动摩擦因数及B与A间的动摩擦因数;(2)B与A第一次碰撞时速度的大小;(3)第一次碰撞后B与小挡板间的最大距离。解析(1)设A与斜面间的动摩擦因数为μ1,B与A间的动摩擦因数为μ2,放上B后,A和B的加速度分别为a1和a2,由图乙和牛顿运动定律可得(2)设从t=0开始,经过时间t1,B与A速度相同,设为v1,v1=v0+a1t1v1=a2t1解得t1=0.4s,v1=3m/s设A的速度从v1减小到0所用的时间为t2,A、B的加速度分别为a3、a4,B第一次到达A的下端时速度的大小为v2,由牛顿运动定律和运动学规律有m1gsinθ-μ1(m1+m2)gcosθ+μ2m2gcosθ=m1a3m2gsinθ-μ2m2gcosθ=m2a40=v1+a3t2v2=v1+a4t2解得v2=7.5m/s。(3)设B与小挡板第一次碰后,A、B速度的大小分别为v3、v4,由动量守恒定律和机械能守恒定律有m2v2=m1v3+m2v4解得v3=6m/sv4=-1.5m/s设再过t3时间,A、B速度第二次相同,设为v5v5=v3+a1t3v5=v4+a2t3解得t3=0.60s,v5=3m/s本课结束研专项素养提升第六章内容索引模型概述考向分析案例探究模型概述典型物理模型指导突破:动量守恒定律在子弹打木块模型、滑块—滑板模型中的应用一、子弹打木块模型如图所示,木块放在光滑的水平面上,子弹以初速度v0射击木块。1.运动性质:子弹相对地面做匀减速直线运动;木块在子弹对木块的作用下做匀加速运动。2.处理方法:①系统水平方向动量守恒;②系统的能量守恒(机械能不守恒);③对木块和子弹分别利用动能定理。二、滑块—滑板模型滑块—滑板模型可分为两类。1.没有外力参与,滑块与滑板组成的系统动量守恒,系统除遵从动量守恒定律外,还遵从能量守恒定律,摩擦力与相对位移的乘积等于系统动能的损失,即Ff·s相对=ΔEk。受恒力作用时,此类问题可以应用牛顿运动定律和运动学公式求解,但是求解过程相当麻烦,受变力作用时更是无能为力,因此选用能量守恒和动量守恒求解是最好选择。2.系统受到外力,这时对滑块和滑板一般隔离分析,画出它们运动的示意图,应用牛顿运动定律和运动学公式求解。考向分析子弹打木块模型、滑块—滑板模型是高考中的高频考查模型,对直线运动、牛顿运动定律和动量守恒定律有关知识的综合应用,能力要求很高,弄清这两种模型的规律,通过类比和等效方法,可以使许多动量守恒问题的分析思路和解答步骤变得极为简捷,对顺利求解该类问题有很大帮助。案例探究典例1.光滑的水平面上放着一块质量为m木、长度为d的木块,一颗质量为m的子弹(可视为质点)以水平速度v0射入木块,当子弹从木块中穿出后速度变为v1,子弹与木块之间的平均摩擦力为Ff。(1)子弹打击木块的过程中摩擦力对子弹做功为多少?摩擦力对木块做功为多少?(2)在这个过程中,系统产生的内能为多少?思维点拨(1)根据系统动量守恒可求子弹从木块中穿出后木块的速度;(2)分别对子弹和木块应用动能定理可求摩擦力做的功;(3)由能量守恒定律可求系统产生的内能。