内容正文:
一、知识体系建构——理清物理观念
二、综合考法融会——强化科学思维
动量定理及其应用
2.动量定理Ft=mv2-mv1的应用
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。
(1)求动量变化量。
(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。
[对点训练]
1. (多选)如图所示,质量均为m的小球A、B在同一水平线上,当A
球水平抛出的同时B球自由下落,运动到t=2 s时刻,两球的运
动方向夹角为37°(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),不计空气
阻力,则 ( )
A.当t=2 s时,A球与B球重力的瞬时功率之比为5∶4
B.当t=2 s时,A球与B球重力的瞬时功率之比为1∶1
C.在0~2 s过程中,两球的动能变化量不同
D.在0~2 s过程中,两球的动量变化量相同
解析:因t=2 s时两球竖直方向速度相同为vy,重力的功率为P=mgvy相同,A错误,B正确;0~2 s过程中,下落高度相同,重力做功相同,两球的动能变化量相同,C错误;0~2 s过程中,重力的冲量相同,则两球的动量变化量相同,D正确。
答案:BD
答案:CD
动量守恒定律应用中的临界问题
[答案] (1)2 m/s,A与C不是弹性碰撞 (2)2 s (3)3 m
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[融会贯通]
1.寻找临界状态
题设情境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、相对位移关系。
3.三种常见类型
(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,物体到达最高点时,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。
[对点训练]
1.如图所示,水平光滑轨道宽度和轻质弹簧自然长度相等,两
物体m1和m2套在水平光滑轨道上,并分别与弹簧两端连接,
m2的左边有一固定挡板。m1由图示位置静止释放,已知释放m1前弹簧的弹性势能为E。在m2离开挡板后的运动过程中,求:
(1)弹簧弹性势能的最大值;
(2)m2速度的最大值。
三、价值好题精练——培树科学态度和责任
1. (2022·山东等级考)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中( )
A.火箭的加速度为零时,动能最大
B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
解析:火箭从发射仓发射出来,受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用,且推力大小不断减小,刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和,故火箭向上做加速度减小的加速运动,当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时,火箭的加速度为零,速度最大,接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时,火箭接着向上做加速度增大的减速运动,直至速度为零,故当火箭的加速度为零时,速度最大,动能最大,故A正确;根据能量守恒定律,可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能,故B错误;根据动量定理,可知合力冲量等于火箭动量的增加量,故C错误;根据功能关系,可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量,故D错误。
答案:A
2. (2022·湖南高考)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )
A.碰撞后氮核的动量比氢核的小
B.碰撞后氮核的动能比氢核的小
C.v2大于v1
D.v2大于v0
答案: B
3.小明同学将“打夯”的情境简化成如图所示的过程:平底
重物放置于水平地面上,两人同时通过绳子对重物各施加一个
拉力,拉力大小均为F=450 N,方向均与竖直方向成θ=37°
角,