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高三物理第二轮专题复习之. 系统动量与能量的综合应用. 雅礼中学 雅创才智中心 胡雁军. http://www.yachuang100.com. 知识建构. 网格. 内力与外力. 对象. 系统. 内力的特点. 系统动量与能量的综合应用. 动量定理. 动量. 动量守恒. 规律. 功能关系. 能量. 能量守恒. 知识建构. 模型. (1) 碰撞. ① 特点. ② 类别. ③ 碰后可能情况判断的基本原则. 原则 1. 动量守恒 ( P 1 + P 2 = P 1 ’+ P 2 ’).
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高三物理第二轮专题复习之 系统动量与能量的综合应用 雅礼中学 雅创才智中心 胡雁军 http://www.yachuang100.com
知识建构 网格 内力与外力 对象 系统 内力的特点 系统动量与能量的综合应用 动量定理 动量 动量守恒 规律 功能关系 能量 能量守恒
知识建构 模型 (1) 碰撞 ①特点 ②类别 ③碰后可能情况判断的基本原则 原则1.动量守恒(P1+P2=P1’+P2’) 原则2.能量守恒(EK1+EK2≥EK1’+EK2’) 原则3.可行性原则 ⅰ.追碰—A追B,则vA>vB; ⅱ.碰后两物同向运动—A在后,则vA’≤vB’)
知识建构 模型 (2) 子弹打木块 v1 v2 v0 m m M M M m v0 v0 m M v0 M v0 v0 m M M m m v0 m M ① ② ③ v v1 ⑧ ④ v2 ⑦ ⑥ ⑤
要点例谈 动量定理与功能关系的综合应用 例题1 两个分析 对题涉两个物体的受力分析和运动情况分析如下: f1 B f1 v0 A f2 L=? sB sA A向右作匀减速直线运动,B向右作匀加速直线运动.
要点例谈 动量定理与功能关系的综合应用 思路分析----分析法 思路1.动量定理与动能定理综合应用 <求L>L=sA-sB <求sA、sB>f1sB=EKB;-(f1+f2)sA=EKA-mAv02/2 <求f2>f2=μ(mA+mB)g;f1未知 <求f1>(考虑到两物体的运动时间相同,想到动量定理)选向右为正,f1t=PB,(t未知,再列)-(f1+f2)t=PA-mAv0。
思路2.动量定理与能量守恒综合应用 mAv02/2-EKA-EKB=f1L+f2sA求f1、sA(同思路1有关步骤) 思路3.牛顿定律与运动公式综合应用 <求L>L=sA-sB <求sA、sB>牛顿第二定律和运动学公式(略) 思路4.动量定理与运动公式综合应用 <求L>L=sA-sB <求sA、sB>sA=(vA+v0)t/2,sB=vBt/2 <求t>(以系统为对象)-f2t=PA+PB-mAv0。
两个分析 变题2 C F A B ① s v1 F ② A B v1 v2 F ③ A B v3 v3 F ④ A B ①-② AC一起向右作匀加速直线运动 ②-③ AB完全非弹性碰撞(C的速度不变) ③-④ AB一起向右作匀加,C向右匀减 ④-以后 ABC一起向右匀速
演绎法列式----程序式 ①→②(F-f2)s=(2m+m)v12/2 ②→③ mv1=(m+m)v2 ③→④ f1s1-f3s1=2mv32/2-2mv22/2 F(2l+s1)-f1(2l+s1)=2mv32/2-2mv12/2 ③→④ 2mv1+(m+m)v2=(2m+m+m)v3
解后评点 动量守不守恒只看条件是否满足,不看模型。 动量定理的对象可以是系统,也可以是单个物 体;但动能定理的对象应为单个物体。
要点例谈 动量守恒与功能关系的综合应用 例题2 两个分析 对例题2的A、B两个小球进行两个分析可知,两球在题涉中的运动分为下面三个阶段。 阶段1、在碰撞前,绳子一直弯曲,所以A作自由落体运动,B向左作平抛运动。 阶段2、两球运动到某一高度处发生弹性碰撞。 阶段3、接下来两球作什么运动,取决于两球碰后的速度和受到的合外力。由于碰撞前,两球在竖直方向的速度相同,所以碰撞时的撞击力沿水平方向,只改变两球在水平方向的速度,两球的质量相同,且发生的是弹性碰撞,所以碰后两球水平方向的速度互换,A球水平速度为零,A球沿竖直方向作加速度为g的匀加速直线运动,B获得A球碰前水平方向的速度v0,作加速度为g的匀变速曲线运动。 阶段4、绳子拉直的瞬间。拉直时两球水平方向的速度相同。
变题2 两个分析 v0 m3 m1 ① m2 v1 f m3 v1 f m1 m2 ② v2 v2 v2 m3 m1 m2 ③ ①-② m1、m2完全非弹性碰撞(m3的速度为零) ②-③ m1、m2一起向右匀减,m3向右匀加 ③-以后 三者一起向右匀速直线运动
解后评点 动量守恒定律和动量定理都是矢量式,都有分量式。 通过轻绳相连的两个物体在速度方面的关系:沿绳方向的分速度相同。 作用的瞬间是一个过程,在非弹性碰撞和轻绳紧绷的瞬间,系统有机械能的损失。
要点例谈 动量定理与功能关系的综合应用 例题3 两个分析 c a 电路分析和对两金属棒的受力分析如图所示。电路中的总感应电动势E=E1-E2=BL(v1-v2),ab和cd棒分别作变减速直线运动和变加速直线运动,当v1=v2后,两棒一起向右作匀速直线运动,回路中的电流为零。所以最多的焦耳热(目标量)对应的过程是从棒cd静止,棒ab有初速度v0,到两棒具有相同的速度的过程。 R R E2 E1 d b F安 F安 v0
变题1 两个分析 第一阶段.不带电小球与杆A1碰撞,使A1获得初速度(初速度可通过动量守恒求出); 第二阶段.小球水平向左平抛。在安培力的作用下,A1向右作减速运动,A2向右作加速运动,两杆切割磁感线产生的感应电动势方向相反,使得电路中的感应电动势越来越小,最后变为零,两杆向右一起匀速直线运动。 显然,杆A1获得初速度的时刻,回路中的感应电流最大(电路问题,利用闭合电路欧姆定律求解)。从杆A1获得初速度到两杆一起匀速运动的过程中,感应电流产生了最多的焦耳热(力学问题,利用动量守恒与能量守恒求解)。第(3)问要求的是某时刻的安培力,利用F=BIL求解,其中I为该时刻的电流。
A E v0 F安1 F安2 B D C 变题2 两个分析 AC棒向右做减速运动,DE棒向右作加速运动.两金属棒会产生方向相反的感应电动势,所以电路中的感应电流会逐渐变小,最后为零,两棒都做匀速直线运动. ? 在上述过程中,两金属棒组成的系统的动量守恒吗
解后评点 与电磁感应现象有关的动力学问题,一般要进行两个方面的分析,一是电路分析,重点弄清哪部分相当于电源;二是对有关物体进行两个分析,即受力分析和运动情况分析。 原磁场对感应电流的安培力具有动态性,对物体进行两个分析时,应抓住物体所受安培力的这一特点,在过程分析中确定物体最终的稳定状态。 求焦耳热Q的方法总结 方法1、定义法Q=I2Rt.此方法一般用于恒定感应电流产生的焦耳热的计算. 方法2、功能关系Q=W安.即物体克服安培力做的功将其它形式的能转化为电能,如果电路为纯电阻,则产生的电能全部转化为焦耳热. 方法3、能量守恒Q=ΔE其它.
专题归纳 思路 ①对题涉的每个物体进行两个分析(受力分析和运动情况分析),画出受力分析图和过程示意图; ②在两个分析的基础上,针对目标量和已知条件确定研究对象; ③根据已、未知条件之间的联系选取合适的物理规律。 思想----“拆”、“联” ①多物体问题应分个处理,把握联系,它们的联系常常为时间关系和位移关系; ②多阶段问题应分段处理,注意联系,它们的联系往往是各段之间交点的速度。
专题归纳 方法 涉及系统,优先守恒规律,还应看条件(动量守恒的条件和机械能守恒的条件); 涉及时间,优先动量定理,其对象可以是单个物体,也可是系统; 涉及动能、位移,优先动能定理,其对象只能为单个物体; 涉及不同物理现象,一般要用到能量守恒。
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