1.系統(tǒng)化思維方法(1)對(duì)多個(gè)物理過(guò)程進(jìn)行整體思考,即把幾個(gè)過(guò)程合為一個(gè)過(guò)程來(lái)處理,如用動(dòng)量守恒定律解決比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng).(2)對(duì)多個(gè)研究對(duì)象進(jìn)行整體思考,即把兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮,如應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí),就是把多個(gè)物體看成一個(gè)整體(或系統(tǒng)).2.若單獨(dú)利用動(dòng)量觀點(diǎn)(或能量觀點(diǎn))無(wú)法解決問(wèn)題,可嘗試兩種觀點(diǎn)結(jié)合聯(lián)立方程求解.
1.如圖所示,質(zhì)量m=1 kg的小物塊靜止放置在固定水平臺(tái)的最左端,質(zhì)量M=2 kg的小車(chē)左端緊靠平臺(tái)靜置在光滑水平地面上,平臺(tái)、小車(chē)的長(zhǎng)度l均為0.6 m.現(xiàn)對(duì)小物塊施加一水平向右的恒力F,使小物塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)小物塊到達(dá)平臺(tái)最右端時(shí)撤去恒力F,小物塊剛好能夠到達(dá)小車(chē)的右端.小物塊大小不計(jì),與平臺(tái)間、小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均為0.5,重力加速度g取10 m/s2,水平面足夠長(zhǎng),求:(1)小物塊離開(kāi)平臺(tái)時(shí)速度的大??;
設(shè)撤去水平向右的恒力F時(shí)小物塊的速度大小為v0,小物塊和小車(chē)的共同速度大小為v1.從撤去恒力到小物塊到達(dá)小車(chē)右端過(guò)程,以v0的方向?yàn)檎较颍瑢?duì)小物塊和小車(chē)組成的系統(tǒng):由動(dòng)量守恒定律得:mv0=(m+M)v1
聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得:v0=3 m/s.
(2)水平恒力F對(duì)小物塊沖量的大小.
設(shè)水平恒力F對(duì)小物塊沖量的大小為I,小物塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t.小物塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,對(duì)小物塊:由動(dòng)量定理得:I-μmgt=mv0-0
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:I=5 N·s.
2.(2021·湖北省部分省級(jí)示范高中期末)如圖所示,在光滑的水平面上放置了一個(gè)質(zhì)量M=3 kg的長(zhǎng)木板AB,長(zhǎng)木板的上表面AC段是粗糙的、BC段是光滑的,長(zhǎng)木板的左端放置了一個(gè)質(zhì)量m=1 kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn)),物塊與粗糙段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15,木板右端B連著一段輕質(zhì)彈簧,彈簧處于自然狀態(tài)時(shí),左端點(diǎn)正好在C點(diǎn),系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).若給小物塊一個(gè)向右的初速度v0=2 m/s,小物塊正好滑到C處;如果給長(zhǎng)木板施加一個(gè)水平向左的恒力F(圖中未畫(huà)出),作用t=1 s時(shí)間后撤去此力時(shí),小物塊正好到達(dá)C點(diǎn).求:(1)長(zhǎng)木板粗糙段的長(zhǎng)度;
設(shè)長(zhǎng)木板粗糙段長(zhǎng)度為L(zhǎng),小物塊與長(zhǎng)木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,給小物塊一個(gè)初速度v0=2 m/s,小物塊正好滑到C處,說(shuō)明小物塊與長(zhǎng)木板達(dá)到共同速度,由動(dòng)量守恒定律和功能關(guān)系有mv0=(m+M)v
設(shè)經(jīng)過(guò)t=1 s時(shí)間后,長(zhǎng)木板和小物塊的速度分別是v1、v2,對(duì)系統(tǒng)由動(dòng)量定理有:Ft=Mv1+mv2對(duì)整個(gè)系統(tǒng)由功能關(guān)系有:
聯(lián)立解得F=12 N,v1=3.5 m/s,v2=1.5 m/s
(3)撤去恒力后,彈簧的最大彈性勢(shì)能.
當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí),長(zhǎng)木板與小物塊達(dá)到共同速度,設(shè)為v3,則Mv1+mv2=(M+m)v3
解得Epm=1.5 J.

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊(cè)電子課本

3 動(dòng)量守恒定律

版本: 人教版 (2019)

年級(jí): 選擇性必修 第一冊(cè)

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