动量和能量的综合应用 板块模型PPT课件
《动量和能量的综合应用》人教版高二物理选修3-5PPT课件
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m11
m22
m11
m2
2
p p
p1 p2 p 0
一、动量守恒定律
3. 动量守恒的条件 动量守恒定律成立的条件是:系统不受外力或者所受外力之和为零。 在具体应用中分如下几种情况: ⑴系统不受外力; ⑵系统受外力,但外力的矢量和为零; ⑶系统所受外力之和不为零,但系统内物体间相互作用的内力远大于外力,外 力相对来说可以忽略不计,因而系统动量近似守恒; ⑷系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条,但在某一方向上符合以上三 条中的某一条,则系统在这一方向上动量守恒。
【典例2】.如图所示,光滑水平面轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为 mA=mC=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓 接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被
弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求:B与 C碰撞前B的速度。
典型例题
课堂练习(多选)如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静
止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩
擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有(
B)C
A.A、B系统动量守恒
B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动
D.小车向右运动
典型例题
为初、末状态系统的动能之差.
(1)设子弹射入木块后,二者的共同速度为v′,取子弹的初速度方向为正方向,
则由动量守恒得:mv=(M+m)v′
①
二者一起沿地面滑动,前进的距离为x,由动能定理得:
-μ(M+m)gx=0- 1(M+m)v′2
②
2 m2v2
由①②两式解得:x= 2M+m2μg
动量和能量的综合应用 板块模型课件
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原理
动量定理描述了物体动量的变化 与其所受力的关系。
公式
Ft = Δp,其中F表示力的大小,t 表示力的作用时间,Δp表示动量 的变化量。
能量定理的原理和公式
原理
能量定理描述了系统能量的转化和守 恒关系。
公式ห้องสมุดไป่ตู้
E = E0 + ΔE,其中E表示系统的总能 量,E0表示初始能量,ΔE表示能量的 变化量。
动量和能量在板块模型中的综合应用
动量与能量的相互转化
在板块模型中,物体的动量和能量可以 相互转化。例如,在碰撞过程中,物体 的动能可能转化为内能或势能,反之亦 然。通过分析动量和能量的变化,可以 深入了解物体的相互作用过程。
VS
动量和能量的同时分析
在解决板块模型问题时,通常需要同时考 虑动量和能量的综合应用。通过结合动量 定理和能量守恒定律,可以更全面地分析 物体的运动过程和相互作用效果。
04
板块模型的实例分析
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
实例一:汽车碰撞分析
总结词
汽车碰撞分析是板块模型的重要应用之一,通过分析碰撞过程中动量和能量的变化,可以更好地理解碰撞的物理 机制,为汽车安全设计提供理论支持。
详细描述
在汽车碰撞分析中,板块模型可以用来模拟汽车在碰撞过程中的运动状态和受力情况。通过分析碰撞前后的动量 和能量变化,可以评估碰撞对车辆和乘员的影响,从而优化汽车的结构设计,提高汽车的安全性能。
板块模型可以模拟地震发 生的机制和过程,为地震 预测提供理论支持。
地质构造分析
通过板块模型可以分析地 壳运动和地质构造的形成 与演化,有助于地质学研 究和资源勘探。
气候变化研究
高中物理选修课件动量和能量的综合应用
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根据动量守恒定律,可以推导出动量 定理,即物体动量的变化等于作用在 物体上的合外力的冲量。
能量在变质量问题中应用
01
能量守恒定律
在变质量问题中,系统内的能量仍然守恒,即系统初能量等于系统末能
量。
02
功能原理
根据能量守恒定律,可以推导出功能原理,即物体动能的变化等于作用
在物体上的合外力所做的功。
高中物理选修课件动量和能 量的综合应用
汇报人:XX
汇报时间:20XX-01-18
目录
• 动量与能量基本概念 • 碰撞过程中动量与能量守恒 • 火箭飞行原理及宇宙速度计算 • 爆炸、反冲现象中动量与能量应用
目录
• 变质量问题中动量与能量应用 • 综合性问题中动量与能量综合应用
01
动量与能量基本概念
计算方法
第一宇宙速度的计算公式为v1=√(GM/R),其中G为万有引力常数,M为地球质 量,R为地球半径。通过测量地球的质量和半径,可以计算出第一宇宙速度。
第二、第三宇宙速度简介
第二宇宙速度定义
第二宇宙速度是指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球的所需要的最小初始速 度,数值上等于11.2km/s。
第三宇宙速度定义
第三宇宙速度是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最 小初始速度,数值上等于16.7km/s。
04
爆炸、反冲现象中动量与 能量应用
爆炸现象分析
01
爆炸定义
爆炸是物质在极短时间内产生 大量气体,体积迅速膨胀,对
外界做出巨大功的现象。
02
爆炸特点
作用时间短,内力远大于外力 ,系统动量守恒。
碰撞后速度相同
在完全非弹性碰撞中,两个物体会粘在一起继续运动,因 此它们的速度相同。
动量与能量的综合应用ppt课件
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同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上
向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞, 设碰撞时间极短,且碰撞后平板车速 度大小保持不变,但方向与原来相反. 设平板车足够长,以至滑块不会滑到
平板车右端(取g=10m/s2),求:
图12-5-3
代入数据解得L=0.50m
易错题:一炮弹在水平飞行时,其动能
为Ek0=800J,某时它炸裂成质量相等的两块, 其中一块的动能为Ek1=625J,求另一块的动能 Ek2.
【错解】设炮弹的总质量为m,爆炸前后的动量守恒,
由动量守恒定律:p = p1 + p2 又因为p = 2mEk
所以 2mEk =
2 ④1 ⑤2
m(v12
v22
)
子弹穿过B以后,弹簧开始被压缩,A、B和弹簧所组成的系统动量
守恒
由动量守恒定律:mAvA+mBvB = (mA+mB)v
⑥
由能量关系:
⑦
由②⑤⑥⑦得:Epm=22.5J.
1 2
m
Av
2 A
1 2
mBvB2
1(m 2
A
mB )v 2
Epm
2.滑块问题
一辆质量为m=2kg的平板车,左端放 有质量M=3kg的小滑块,滑块与平
代入数据得
由1于(M 所m)以Bv滑2 过Q点m并g与x 弹簧相互作用,然后相对A向左滑
动2到Q点左边,设离xQ=点2距m离为x1
x> L,
3
4
x1
x
-
1 4
L
0.17m.
动量和能量的综合应用 板块模型课件
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板块模型的应用
板块模型的应用包括解释地震、 火山喷发、山脉形成等地质现 象,以及帮助预测地质灾害和 资源பைடு நூலகம்布。
实例分析
通过具体案例分析,展示板块 模型在解释地质现象和预测地 质灾害方面的应用。
结论
1 动量和能量的关系
动量和能量是物体运动的两个重要方面。动 量可以描述物体的运动状态,而能量可以描 述物体的运动能力。
动量和能量的综合应用 板块模型ppt课件
本课件将介绍动量和能量的综合应用,包括动量的定义和单位、动量守恒定 律及其应用、动量定理及其应用、能量的定义和单位、动能和势能的转化、 能量守恒定律及其应用、弹性碰撞及其应用、非弹性碰撞及其应用、动能定 理与动量定理的综合应用、板块模型的概念、板块模型的应用、以及动量和 能量的关系和对实际问题的启示。
动量
动量的定义和单位
动量是物体运动的描述,它 等于物体的质量乘以速度。 单位是千克·米/秒。
动量守恒定律及其应用
动量守恒定律指出,在没有 外力作用下,系统的总动量 保持不变。应用场景包括碰 撞和爆炸。
动量定理及其应用
动量定理描述了力对物体动 量的改变。应用场景包括推 进器和火箭的工作原理。
能量
1 能量的定义和单位
2 动量和能量的综合应用对实际问题
的启示
动量和能量的综合应用可以帮助我们理解和 解决实际问题,如交通事故、能源转换等。
2
非弹性碰撞及其应用
非弹性碰撞是指碰撞后物体发生形变或损失动能的碰撞。应用场景包括汽车碰撞 事故的分析。
3
动能定理与动量定理的综合应用
将动能定理和动量定理结合应用于实际问题,如火箭发射、物体自由落体等。
板块模型
板块模型的概念
动量和能量结合问题PPT课件
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2021/4/8
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难点突破
典例精析 【例2】如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0 kg的平板车,车的上表面 是一段长L=1.5 m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.25 m的四分之一 光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在点O′处相切.现将一质量m=1.0 kg的小物块 (可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车,小物块与水平轨道 间的动摩擦因数μ=0.5,小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g=10 m/s2,求:
2021/4/8
24
难点突破
(1)求A滑过Q点时的速度大小v和受到的弹力大小F; 【解析】 从A→Q由动能定理得
-mg·2R=12mv2-12mv0 2 解得 v=4 m/s> gR= 5 m/s
在Q点,由牛顿第二定律得
FN+mg=mvR2
解得FN=22 N. 【答案】 4 m/s 22 N
2021/4/8
2021/4/8
6
知识梳理
2.系统化思维方法,就是根据众多的已知要素、事实,按照一定的联系方 式,将其各部分连接成整体的方法.
(1)对多个物理过程进行整体思维,即把几个过程合为一个过程来处理,如 用动量守恒定律解决比较复杂的运动.
(2)对多个研究对象进行整体思维,即把两个或两个以上的独立物体合为一 个整体进行考虑,如应用动量守恒定律时,就是把多个物体看成一个整体(或系 统).
动量定理说明的是合外力的冲量与 动量变化 的关系,反映了力对时间的 累积效果,与物体的初、末动量无必然联系.动量变化的方向与 合外力的冲量 方 向相同,而物体在某一时刻的动量方向跟合外力的冲量方向无必然联系.
动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的 合力,它 可以是恒力,也可以是变力,当F为变力时,F应是合外力对作用时间的 平均值 .
动量和能量的综合应用,板块模型课件
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动量和能量的综合应用,板块模型课件xx届物理重点临界生辅导(5)——动量与能量(一)一、基本模型:1.碰撞模型(含子弹打木块、爆炸反冲):F内>>F外,动量守恒,注意三种碰撞类型(完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞);2.板块模型:摩擦力为内力,F外=0,动量守恒,注意对地位移和相对位移;3.弹簧连接体模型:弹簧弹力为内力,F外=0,动量守恒,注意只有弹簧弹力做功,系统(含弹簧)机械能不变,速度相等时,弹簧长度最短(或最长). 二、综合训练:1.(xx惠州三模35)如图示,滑板A放在水平面上,长度为l?2m,滑块质量mA=1 kg、小滑块(可看成质点)mB=0.99 kg,A、B间粗糙,现有一子弹以V0=200m/s水平速度向右击中B并留在其中,mC=0.01 kg ,取g?10m/s2求:(1)子弹C击中B后瞬间,B的速度多大(2)若A与水平面固定,B被子弹击中后恰好滑到A右端静止,求B与A间动摩擦因数μ(3)若A与水平面接触光滑,B与A间动摩擦因数不变,试分析B 能否离开A,并求A、B、C系统整个过程损失的机械能.解:(1) 子弹C击中B后瞬间,B速度为V1,动量守恒: mcv0?(mB?mC)v1 (2分)v1?2m/s(2分) (2) 若滑块A与水平面固定,B由运动到静止,位移为s.1(mB?mC)v12 (2分) 2ff(1分) ???N(mB?mC)g代入数据得:??0.1(1分)动能定理有: ?fs?0?另解:若滑块A与水平面固定,B由运动到静止,位移为s. v12由牛顿第二定律知:f?(mB?mC)aBC(1分) s? (1分) 2aBCff??? (1分)N(mB?mC)g代入数据得:??0.1(1分)(3) B、C与A间摩擦力:f??(mC?mB)g?1N(1分)设A、B、C最后共速为v2,由动量守恒:(mB?mC)v1?(mA?mB?mC)v2 (2分)v2?1m/s (1分)1122此时B相对A位移为S?,由功能关系知:(mB?mC)v1?(mA?mB?mC)v2?fS?(2分)22S??1m(1分)因S??l,A、B、C最后共速运动,不会分离(1分)xx届高三物理重点临界生辅导(5)第1页(共4页)系统损失的机械能为:Q?1122mCv0?(mA?mB?mC)v2?199(J)(2分) 222.(xx广东35)如图18,两块相同平板P1,P2置于光滑水平面上,质量均为m。
人教版选择性必修第一册课件动量和能量综合专题(共28张PPT)
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(2)当弹簧恢复原长时,滑块 B 获得最大速度, 由动量守恒定律和机械能守恒定律得: mAv0=mAvA+mBvm 12mAv02=12mBvm2+12mAvA2 解得 vm=2 m/s,方向向右.
第9页
模型三 “滑块—平板”模型 【名师解读】 “滑块—平板”模型的解题思路 1.把滑块、平板看作一个整体,摩擦力为内力,则在光滑 水平面上滑块和平板组成的系统动量守恒. 2.由于摩擦生热,机械能转化为内能,则系统机械能不守 恒,应由能量守恒求解问题. 3.注意滑块若不滑离平板,意味着二者最终具有共同速度.
第22页
(2)小球第一次到达最低点至小球到达最高点过程,小球和金
属槽水平方向动量守恒,选取向右为正方向,则:mv0=(m+M)v 设小球到达最高点时距金属槽圆弧最低点的高度为 h.
则有 R2+h2=74R2 根据机械能守恒定律:mgh=12mv02-12(m+M)v2.
联立解得:M=8
33+33 31 m.
志气和贫困是患难兄弟,世人常见他们伴在一起。
志7 动气量和和右贫能困量综是运合患专难动题兄弟从,世金人常属见他槽们伴在的一起右。 端冲出,小球到达最高点时距金属槽圆弧最低
志气和贫困是患难兄弟,世人常见他们伴在一起。
登山不以艰险而止,则必臻乎峻岭。
贫穷是一切艺术职业的母亲。
7 登山不以艰险而止,则必臻乎峻岭。 点的距离为 R,重力加速度为 g,不计空气阻力.求: 7 动量和能量综合专题 4 立志是事业的大门,工作是登门入室的旅程。
由 mgL=12mv2 得:v= 2gL 在最低点,F-mg=mvL2,解得:F=3mg. (2)小球与滑块共速时,小球运动到最大高度 h.从最低点到最 高点过程中: 由水平方向动量守恒: mv=(2m+m)v 共.
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2020年10月2日
10
若A有一初速度V0并受到一水平向右的力F, A最终恰好不滑离B木板,问B至少多长?
V0
A
F
VA
F
B
若将该力作用于B上,还让A恰好不滑离木板 B,那么木板B至少要多长?
V0
A B
F
VA B
F
2020年10月2日
12
解: A v 0
B
பைடு நூலகம்
F
s
v
A
B
F
(1)对A分析: m g mtm v0 v
m(lg s)1 2m2 v1 2m0 2v
(2)对B分析: (Fm)tg Mv
(Fm)gs1M2v
(3)对系统分析:
2
F s m g 1 2(M l m )v21 2m 0 2v
2020年10月2日
13
演讲完毕,谢谢观看!
2020年10月2日
6
若开始是木板B具有向右的初速度V0, 而木块A被无初速的放在B的最右端,其 余条件不变。要使A恰好未从B上滑离则 木板B至少多长
A
BB
V0
A
V
B
2020年10月2日
7
M 0 (v M m )v
m g1 2(lM m )v21 2M 0 2 v
2020年10月2日
8
A
V V0
V
V V0
B BB
B
A B
V0
ABA
A V0
V0
V0
AA
V A
VV00VV00
AB B B
V
A B
V
用能量的 观点列方程 时可以不涉及运动过 程中的细节,比牛顿 运动定律解题 更为方 便。
t
V0
2020年10月2日
9
如果系统所受合外力为零,则系统动量守恒:
P=P’ 各个力所做功的代数和等于系统动能的改变量:
11
解:
A
v0
F
B
s
v
AF B
(1)对A分析: (F m )t g m m v 0 v
(Fm)lg (s)1 2m2 v1 2m 0 2 v
(2)对B分析: mgM t v mgs1Mv2
2
(3)对系统分析:
F (l s)m g 1 2 (M l m )v 2 1 2 m 0 2 v
2020年10月2日
汇报人:XXX 汇报日期:20XX年10月10日
14
4
解: m0v(Mm)v
1 2(Mm)v21 2m02vmgl
l Mv02
2(M m)g
2020年10月2日
5
解:
AS B
A B
A B
v02 2gs
s2v0 2g
m 0 M v 0 ( M v m ) v
1 2(M m )v2 1 2m 0 2 v 1 2M 0 2 v mgl
l 2Mv02 (M m)g
2020年10月2日
1
如图所示,质量为m的滑块A,以初速度V0 从木板左端滑上被固定在光滑水平地面上的木
板B。木板质量为M,滑块与木板间的动摩擦
因数为μ,已知A滑离B时的速度为V,求木板 B的长度(m<M)。
V0
A B
V A
2020年10月2日
2
解法(一):
v2v02 2gl
l
v
2 0
v2
2g
解法(二):
12m2v12m02vmgl
l
v
2 0
v2
2g
2020年10月2日
3
若木板B未被固定。其余条件未变,要使滑
块A不滑离木板,求木板至少多长?
V
A V0 B
A B
若B同时也具有一个反方向同样大小的速
度V0 ,最后滑块A不滑离木板B,那么木
板至少要多长?
V B
A V0
A VV00 B
2020年10月2日
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