动能 动量 做功总结Word格式文档下载.docx
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机械能:
动能和势能的总和称机械能。
机械能守恒守律:
注意:
只有重力做功和弹力做功时,动能和重力势能、弹性势能间相互转换,但机械能的总量保持不变,这就是机械能守恒定律。
机械能守恒定律的适用条件:
(1)对单个物体,只有重力或弹力做功.
(2)对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变成其它形式的能(如没有内能产生),则系统的机械能守恒.
(3)定律既适用于一个物体(实为一个物体与地球组成的系统),又适用于几个物体组成的物体系,但前提必须满足机械能守恒的条件.
机械能守恒适用范围:
(1)光滑斜面下滑或上滑
(2)光滑曲面
(3)自由落体运动
(4)上抛、下抛、平抛运动
(5)单摆
(6)竖直平面的圆周运动
(7)弹簧振子等等
定律的三种理解及表达形式:
(1)系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能。
即E1=E2
或1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2注意初、末态选同一参考面.
(2)物体(或系统)减少的势能等于物体(或系统)增加的动能,反之亦然。
即-ΔEP=ΔEK
(3)若系统内只有A、B两个物体,则A减少的机械能ΔEA等于B增加的机械能ΔEB,
即-ΔEA=ΔEB
5,竖直平面内的变速圆周运动:
绳
杆
圆管
m的受力情况
重力、绳的拉力
重力、杆的拉力或支持力
重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力
最高点A
的速度
最低点B
二,动量守恒
1,两个物理量
动量
冲量
重点:
动量定理与动量守恒定律的应用
2,比较:
注意,动量和动能都是描述物体状态的量,都有相对性(相对所选择的参考系),都与物体的受力情况无关.动量的变化和动能的变化都是过程量,都是针对某段时间而言的.
3,动量定理
(1)动量定理的基本形式与表达式:
I=Δp.(也可分方向)
(2)动量定理推论:
动量的变化率等于物体所受的合外力,即
=F合.
二、动量守恒定律
1,动量守恒定律的内容
一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
即:
守恒是指整个过程任意时刻相等(时时相等,类比匀速)
定律适用于宏观和微观高速和低速
2,动量守恒定律的表达形式
(1)
,即p1+p2=p1/+p2/,
(2)Δp1+Δp2=0,Δp1=-Δp2
3,动量守恒定律的适用条件
(1)标准条件:
系统不受外力或系统所受外力之和为零.
(2)近似条件:
系统所受外力之和虽不为零,但比系统的内力小得多(如碰撞问题中的摩擦力、爆炸问题中的重力等外力与相互作用的内力相比小得多),可以忽略不计。
(3)分量条件:
系统所受外力之和虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统总动量的分量保持不变.
4,使用动量守恒定律时应注意:
(1)速度的瞬时性;
(2)动量的矢量性;
(3)时间的同一性.
5,阶梯注意事项:
(1)分析题意,明确研究对象.观察“系统”是否受外力,是否有摩擦等等。
(2)对各阶段所选系统内的物体进行受力分析,分析哪些是内力哪些是外力。
(3)明确所研究的相互作用过程,确定过程的始末状态,即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式.(注意:
在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参考系)
(4)确定正方向,建立动量守恒方程求解.
三、碰撞
两个物体在极短时间内发生相互作用,这种情况称为碰撞。
由于作用时间极短,一般都满足内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。
碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。
1,弹性碰撞:
物理学理想运动模型,碰撞过程中不但系统的总动量守恒,而且碰撞前后动能也守恒(视为没有机械能的损耗)。
一般地两个硬质小球的碰撞,都很接近弹性碰撞。
如两个物体弹性正碰,碰前速度分别为v1、v2,碰后速度分别为v1′、v2′,则有:
;
2,非弹性碰撞:
碰撞过程中只有动量守恒,动能并不守恒(有热的产生,即机械能不守恒)。
3,完全非弹性碰撞:
两个物体碰撞后粘在一起。
4,碰撞过程的三个基本原则
(1)动量守恒。
(2)动能不增加(不变或者减少)。
(3)碰撞后各物体运动状态的合理性。
四、反冲、爆炸现象
反冲指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象。
喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例(在反冲现象里,系统的动量是守恒的,内力远大于外力,过程持续时间很短),可视为动量守恒。
爆炸过程中虽然动量守恒,但由于其他形式的能转化为机械能,所以爆炸前后机械能并不守恒,其动能要增加。
5、习题:
1,(北京市朝阳区2012届高三上学期期中统考)物体在运动过程中加速度不为零,则下列说法正确的是()
A.物体速度的大小一定随时间变化
B.物体速度的方向一定随时间变化
C.物体动能一定随时间变化D.物体动量一定随时间变化
2,(北京市第三十一中学2012届高三期中考试)篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球.接球时,两手随球迅速收缩至胸前。
这样做可以()
A.减小球对手的冲量B.减小球对人的冲击力
C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量
3,(湖北省襄樊四中2012届高三上学期月考试卷)如图所示,在光滑水平面上,用等大异向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上,已知
<
,经过相同的时间后同时撤去两力,以后两物体相碰并粘为一体,则粘合体最终将()
A.静止
B.向右运动C.向左运动
D.无法确定
4,(重庆市重庆一中2012届高三月考理综卷)现代采煤方法中,有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下,水流从高压水枪中射出,喷射速度很大,水流能将煤层击碎是因为水流()
A.有很大的动能B.有很大的动量
C.和煤层接触时有很大的动量变化D.和煤层接触时单位面积上的动量变化率很大
5,(福建省福州八中2012届高三上学期质检卷)如图所示,木块B与水平弹簧相连放在光滑水平面上,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内,入射时间极短,而后木块将弹簧压缩到最短.关于子弹和木块组成的系统,下列说法中正确的是()
①子弹射入木块的过程中系统动量守恒
②子弹射入木块的过程中系统机械能守恒
③木块压缩弹簧过程中,系统总动量守恒
④木块压缩弹簧过程中,子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
A.①③B.②③C.①④D.②④
6,(北京市第六十六中学2012届高三上学期期中考试)如图所示,在光滑水平面上有一质量为M的木块,木块与轻弹簧水平相连,弹簧的另一端连在竖直墙上,木块处于静止状态,一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块,并嵌在其中,木块压缩弹簧后在水平面做往复运动。
木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中,木块受到的合外力的冲量大小为()
A.
B.2Mv0C.
D.2mv0
7,(浙江省
嘉兴一中2012届高三摸底考试)质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物体乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示。
则()
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,系统动量不守恒
B.当两物块相距最近时,甲物块的速率为零C.当甲物块的速率为1m/s时,乙物块的速率可能为2m/s,也可能为0D.甲物块的速率可能达到5m/s
8,(重庆市重庆八中2012届高三月考理综卷)如图所示,两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上,现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2,使A、B同时由静止开始运动,在运动过程中,对A、B两物体及弹簧组成的系统,正确的说法是(弹簧不超过其弹性限度)()
A.动量始终守恒
B.机械能不断增加
C.当弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大
D.当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时,A、B两物速度为零
9,(北京市第六十六中学2012届高三上学期期中考试)如图所示,质量相同的两个小物体A、B处于同一高度。
现使A沿固定的光滑斜面无初速地自由下滑,而使B无初速地自由下落,最后A、B都运动到同一水平地面上。
不计空气阻力。
则在上述过程中,A、B两物体()
A.所受重力的冲量相同B.所受重力做的功相同
C.所受合力的冲量相同D.所受合力做的功相同
10,一质量为0.5kg的小球以2.0m/s的速度和原来静止在光滑水平面上的质量为1.0kg的另一小球发生正碰,碰后以0.2m/s的速度被反弹,碰后两球的总动量是________kg·
m/s,原来静止的小球获得的速度大小是________m/s.
11,一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,量得停止处对开始运动处的水平距离为s(见图),不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同,求摩擦因数μ.
12,质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内作半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续作圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为[ ]
13,在光滑水平面上有一静止的物体.现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体.当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J.则在整个过程中,恒力甲做的功和恒力乙做的功各等于多少?
14,质量为m的物体A以速度v0在平台上运动,滑到与平台等高、质量为M的静止小车B上.小车B在光滑水平地面上,物体A与B之间动摩擦因数为μ.不计A的体积,为使A在小车B上不致滑出,试问小车B的长度L至少为多少(见图)?
15,在光滑的水平面上,质量为m1的小球A以速率v0向右运动.在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状态,如图14-1-4所示.小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动.小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ=1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的,求两小球质量之比m1∶m2.
16,A、B两物体在光滑的水平面上相向运动,其中物体A的质
量为mA=4kg,两球发生相互作用前后的运动情况如图
14-1-5所示,则:
(1)由图可知A、B两物体在________时刻发生碰撞,B物体
的质量为mB=________kg.
(2)碰撞过程中,系统的机械能损失多少?
17,如图14-1-6所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰
面上游戏,甲和他的冰车总质量共为M=30kg,乙和他的冰
车总质量也是30kg,游戏时甲推着一个质量m=15kg的箱
子和他