动量与能量的综合应用PPT演示文稿
动量和能量的综合应用 板块模型课件
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
最新动量和能量专题幻灯片
⑸图象描述
v vm0
vmt d vMt
0 t0
t
“子弹”穿出“木
块” v
vm0
v vm0
≤d mvm/M+m
0 t0
t
v “子弹”未穿出“木块”
vm0
0
t0
t mvm/M+m Δsm
(mvmo-MvM0)/M+m Δs
0
t
vM0
“子弹”迎击“木块” 未穿出
“子弹”与“木块” 间恒作用一对力
练习
例:如图所示,质量M的平板小车左端放着m 的铁块,它与车之间的动摩擦因数为μ.开始时 车与铁块同以v0的速度向右在光滑水平地面上 前进,并使车与墙发生正碰.设碰撞时间极短,碰 撞时无机械能损失,且车身足够长,使铁块始终 不能与墙相碰.求: 铁块在小车上滑行的总路程. (g=10m/s2)
△E=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2) ③ C换成D后,当B刚离地时弹簧势能的增量与前一次相同,由能 量关系得
1 2 ( m 3 m 1 ) v 2 1 2 m 1 v 2 ( m 3 m 1 ) g ( x 1 x 2 ) m 1 g ( x 1 x 2 ) E ④
由③④式得 1 2(2m 1m 3)v2m 1g(x1x2)
(1)动量守恒定律: 适用条件——系统不受外力或所受外力之和为零 公式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2 ′ 或 p=p ′ (2)机械能守恒定律: 适用条件——只有重力(或弹簧的弹力)做功 公式:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 或 ΔEp= -ΔEk
例:图示:质量为M的滑槽静止在光滑的水平面滑槽的
典型情景
规律种种 ⑴动力学规律:两物体的加速度大小与质量成反比. ⑵运动学规律:两个作匀变速运动物体的追及问题、相
动量与能量的综合应用ppt课件
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.
能量和动量的综合应用(超详细)
【本讲主要内容】能量和动量的综合应用相互作用过程中的能量转化及动量守恒的问题【知识掌握】【知识点精析】1. 应用动量和能量的观点求解的问题综述:该部分是力学中综合面最广,灵活性最大,内容最为丰富的部分。
要牢固树立能的转化和守恒思想,许多综合题中,当物体发生相互作用时,常常伴随多种能量的转化和重新分配的过程。
因此,必须牢固地以守恒(系统总能量不变)为指导,这样才能正确无误地写出能的转化和分配表达式。
2. 有关机械能方面的综述:(1)机械能守恒的情况:例如,两木块夹弹簧在光滑水平面上的运动,过程中弹性势能和木块的动能相互转化;木块冲上放在光滑面上的光滑曲面小车的过程,上冲过程中,木块的动能减少,转化成木块的重力势能和小车的动能。
等等……(2)机械能增加的情况:例如,炸弹爆炸的过程,燃料的化学能转化成弹片的机械能;光滑冰面上两个人相互推开的过程,生物能转化成机械能。
等等……(3)机械能减少的情况:例如,“子弹击木块”模型,包括“木块在木板上滑动”模型等;这类模型为什么动量守恒,而机械能不守恒(总能量守恒),请看下面的分析:如图1所示,一质量为M 的长木板B 静止在光滑水平面上,一质量为m 的小滑块A 以水平速度v 0从长木板的一端开始在长木板上滑动,最终二者相对静止以共同速度一起滑行。
滑块A 在木板B 上滑动时,A 与B 之间存在着相互作用的滑动摩擦力,大小相等,方向相反,设大小为f 。
因水平面光滑,合外力为零,以A 、B 为系统,动量守恒。
(过程中两个滑动摩擦力大小相等,方向相反,作用时间相同,对系统总动量没有影响,即系统的内力不影响总动量)。
由动量守恒定律可求出共同速度0v m M m v += 上述过程中,设滑块A 对地的位移为s A ,B 对地位移为s B 。
由图可知,s A ≠s B ,且s A =(s B +Δs ),根据动能定理:对A :W fA =2020202B 21)(212121)(mv m M mv m mv mv s s f -+=-=∆+- 对B :202B fB )(21021mM mv M Mv fs W +=-== 以上两式表明:滑动摩擦力对A 做负功,对B 做正功,使A 的动能减少了,使B 的动(1)撤去力F 后木块B 能够达到的最大速度是多大?(2)木块A 离开墙壁后,弹簧能够具有的弹性势能的最大值多大?分析:本题第一问,撤去力F 后木块B 只在弹簧弹力作用下运动,木块A 不动,弹簧的弹性势能转化为木块B 的动能,弹簧第一次恢复原长时,木块B 有最大速度。
动量和能量结合问题PPT课件
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:
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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
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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 .
高三物理动量和能量PPT教学课件 (2)
之间的动摩擦因数μ = 0.2。取重加速度g = 10m/s²。
A、B均可视为质点。求
(1)A与B碰撞前瞬间的速度大小vA; (2)碰后瞬间,A、B共同的速度大小v; c
(3)在半圆形轨道的最高点c,轨道对A、B
的作用力N的大小。
A v0
R B
a
s
b
解:(1) A做匀减速运动 amgg
m vA²– v0²= –2as
023.中山市华侨中学第三次模考卷9 9.对一个质量不变的物体,下列说法正确的是 (ACD ) A.物体的动能发生变化,其动量必定变化。 B.物体的动量发生变化,其动能必定变化。 C.物体所受合外力不为零,物体的动量必发生变化,
但物体的动能不一定变化。 D.物体所受的合外力为零时,物体的动量一定不发
剪断细线,求:
⑴滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小;
⑵滑块P滑上乙车后最终未滑离乙 车,滑块P在乙车上滑行的距离. (取g=10m/s2)
P 甲乙
解:⑴设滑块P滑上乙车前的速度为v, 对整体应用动量守恒和能量关系有:
mv-2MV = 0
E01 2m2v1 22M2V 解之得v = 4m/s V=1m/s
2mg N
求出 N = 8N
011.08届启东市第一次调研测试卷15
15.如图所示, 光滑水平面上放置质量均为M=2kg
的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连
(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离),甲车上
表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数 μ=0.5.一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在 甲车的左端,质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹 簧的右端接触但不相连,此时弹簧的弹性势能E0=10J, 弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态.现
第38课时动量和能量的综合问题2025届高考物理一轮复习课件
m3)3 2 =1.5 J。
−
1
(m2+
2
目录
高中总复习·物理
(3)小物块压缩弹簧的过程中弹簧具有的最大弹性势能。
答案:0.45 J
解析:设物块相对板运动的路程为s,则Q=μm3gs
解得s=1.5 m
1.5−0.6
则当弹簧压缩量最大时,物块相对板运动的路程为s'=
2
m+0.6 m=1.05 m
1
2
2
根据能量守恒定律得 m10 = m11 + m22 2
2
2
2
解得v1=v2=2 m/s。
目录
高中总复习·物理
(2)物块与长木板间因摩擦产生的热量;
答案:1.5 J
解析:设物块与平板最后的共同速度大小为v3,根据动量守恒
定律得m2v2=(m2+m3)v3
解得v3=1.5 m/s
1
根据能量守恒定律,因摩擦产生的热量Q= m22 2
1 kg的小球悬挂在O点,轻绳处于水平拉直状态。现将小球由静止
释放,下摆至最低点刚好与长木板的左端发生弹性碰撞,已知物块
与长木板间的动摩擦因数为0.1,物块与长木板相对静止时刚好停在
长木板的中点,重力加速度g取10 m/s2,所有碰撞时间忽略不计,
不计空气阻力,不计小球大小,绳长为0.8 m,挡板质量不计,求:
解得a=4 m/s2
由运动学公式有1 2 =2ax1
解得x1=0.125 m。
目录
高中总复习·物理
(2)求木板与弹簧接触以后,物块与木板之间即将相对滑动时弹簧
的压缩量x2及此时木板速度v2的大小。
答案:0.25 m
3
2
m/s
解析:木板与弹簧接触后,物块与木板先一起减速,当物块受到
高三物理动量和能量的综合应用PPT课件演示文稿
V0
A B
V A
第三页,共13页。
解法(一):
v2 v02 2gl
l v02 v2
2g
解法(二):
1 2
mv 2
1 2
mv02
mgl
l v02 v2
2g
第四页,共13页。
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
P=P’ 各个力所做功的代数和等于系统动能的改变量:
W=EK’-EK
注意:系统所受合外力为零,并不代表合 外力对系统所做的功为零。
第十一页,共13页。
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?
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
第五页,共13页。
解: mv0 (M m)v
1 2
(M
m)v2
1 2
mv02
mgl
l
Mv02
2(M m)g
第六页,共13页。
解:
AS B
A B
A B
v02 2gs
s v02
2g
mv0 Mv0 (M m)v
V0
A B
F
VA B
F
第十二页,共13页。
解:
A
v0
F
B
s
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1 1 2 2 (2m)v2 (2m)v3 (2m) g (2l2 ) 2 2
由动能定理有
3
4
A
4.后A、B开始分离,A单独向右滑到P点停下, 由以上各式,解得
1 2 mv 3 mgl 1 2
v0 g (10l1 16l2 )
B l2
l1
P
2.用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块 都以 的速度在光滑的水平地面 上运动,弹簧处于原长,质量为4kg的物体C 静止在前方,如图3所示,B与C碰撞后二者 粘在一起运动。求:在以后的运动中
研究某一时刻(或某一位置)的动力学 问题应使用牛顿第二定律,研究某一个 过程的动力学问题,若物体受恒力作用, 且又直接涉及物体运动过程中的加速度 问题,应采用运动学公式和牛顿第二定 律求解。
解决动力学问题的基本观点之二:
动量观点(包括动量定理和动量守恒定律) 1、对于不涉及物体运动过程中的加速度而 涉及物体运动时间的问题,特别对于打击一类 的问题,因时间短且冲力随时间变化,则应用 动量定理求解。
W其他=△E W重=-△Ep W弹=-△Ep′
重力的功 弹力的功
弹力势能
考点一 动能定理和动量定理的比较 动能定理反映的是力在空间上的积累,引起的是动能的 变化,是一个标量式;动量定理反映的是力在时间上的积 累,引起的是动量的变化,是一个矢量式,也可以说物体 在 某个方向上受到冲量的作用,则引起的是该方向上的动 量变化量.当然高中物理中一般遇见的是在一维情况下 的问题
考点二 动量守恒定律和机械能守恒定律的比较 两个守恒定律所研究的对象都是相互作用的物体所构成 的系统,且研究的都是某一个物理过程.但两者守恒的条 件不同:系统动量是否守恒,决定于系统所受合外力是否 为零;而机械能是否守恒,则决定于是否有重力以外的力(不 管是内力还是外力)做功.所以,在利用动量守恒定律处理 问题时要着重分析系统的受力情况,是否满足合外力为零; 在利用机械能守恒定律处理问题时,除了分析各力,还得分析各 力的做功情况,看是否有重力以外的力做功.所以对于一个系统所 发生的某一过程, 动量是否守恒、机械能是否守恒,两者没有必然联系,可以 出现各种不同的情况.另外,动量守恒定律为矢量表达式, 应用时必须注意方向,且 有时某个方向上合外力为零则该方向上的动量守恒;机械能 守恒定律则是标量式,对功或能量只是代数和而已.
则作用后A、B、C动能之和
(1)当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度多大? (2)弹性势能的最大值是多大? (3)A的速度有可能向左吗?为什么?
• (1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的 弹性势能最大,由于A、B、C三者组成的 系统动量守恒,有
(m A m B ) v ( m A m B m C ) v A
v A 3m / s
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰 v' 后瞬间B、C两者速度为
mBv (mB mC )v',v' 2m / s
1 1 2 1 2 2 EP (mB mC )v' mAv (mA mB mC )v A 12 J 2 2 2
解决动力学问题的三个基本观点 (三条途径)
(1)牛顿运动定律结合运动学公式(力的观点) (2)动量定理和动量守恒定律(动量观点) (3)动能定理和能量守恒定律(能量观点)
题型1 动量守恒、动能定理的综合应用 1.如下图所示,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块 B相 连,B静止在水平导轨上,弹簧处在原长状态。另一质 量与B相同的滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B 滑行,当A滑过距离l1时,与B相碰,碰撞时间极短,碰 后 A 、 B 紧贴在一起运动,但互不粘连。已知最后 A 恰 好返回出发点P并停止。滑块A和B与导轨的滑动摩擦因 数都为μ,运动过程中弹簧最大形变量为l2 ,重力加速 度为g,求A从P出发时的初速度v0。
2、对于碰撞、爆炸、反冲一类的问题, 应用动量守恒定律求解。
解决动力学问题的基本观点之三:
能量观点(包括动能定理、机械能守恒定律、能量转化与 守恒定律)
对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间 问题无论是恒力做功还是变力做功,一般都利用 动能定理求解。 如果物体只有重力和弹力做功而又不涉及运 动过程的加速度和时间问题,则采用机械能守恒 定律求解。 对于相互作用的两物体,若明确两物体相对 滑动的距离,应考虑选用能量守恒定律建立方程。
2010高三物理第一轮复习
动量与能量的综合应用
做功的过程就是能量转化的过程,做了 多少功,就有多少能量发生转化,因此 功是能量转化的量度。
能量 功
合外力的功
除重力、弹 力之外的其 他力的功
关系数学表达式Fra bibliotek动能机械能 重力势能
合外力所做的功等于动能的变化量 W总=△Ek 除重力、弹力之外的其他力做的 功等于机械能的变化量 重力的功等于重力势能的变化量 弹力的功等于弹力势能的变化量
B
l2
A l1
P
解: 1.设A、B质量均为m,A刚接触B时速度为v1(碰前),
1 2 1 2 A运动 l1过程由动能定理得, mv 0 mv1 mgl 1 2 2
1
2.碰撞过程中动量守恒,令碰后A、B共同运动的速度为v2 m v1 =2m v2 ( 2) 3.碰后设A、B在弹簧恢复到原长时, 共同速度为v3,在 这过程中,由动能定理,有
三物块速度相等为vA时弹簧的弹性势能最大为EP,根据能量守恒
系统的机械能
1 2 E ' E P (m A m B mC )v A 48 J 2
由系统动量守恒得
mAv mB v mAv A (mB mC )vB
设A的速度方向向左
v A 0 则 vB 4m / s
力学研究的是物体的受力与运动的关系, 以三条线索(包括五条重要规律)为纽带 建立联系,如下表所示:
(包括机械能守恒定律) ∑W=△EK 力在位移过程中的积累规律
力
力的瞬时作用规律
F=ma
运动
力在时间过程中的积累规律 Ft=△mv
解决动力学问题的基本观点之一: 力的观点(牛顿运动定律结合运动学公式)