《高三物理动量和能量问题上精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理动量和能量问题上精选文档.ppt（38页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高三物理课件动量和能量问题上本讲稿第一页，共三十八页 专题解说专题解说一一.命题趋向与考点命题趋向与考点动量和能量贯穿整个物理学动量和能量贯穿整个物理学动量和能量贯穿整个物理学动量和能量贯穿整个物理学,涉及到涉及到涉及到涉及到“力学、热学、电磁学、光学、力学、热学、电磁学、光学、力学、热学、电磁学、光学、力学、热学、电磁学、光学、原子物理学原子物理学原子物理学原子物理学”等等等等,从动量和能量的角度分析处理问题是研究物理问从动量和能量的角度分析处理问题是研究物理问从动量和能量的角度分析处理问题是研究物理问从动量和能量的角度分析处理问题是研究物理问题的一条重要的途径题的一条重要的途径题的一条重要
2、的途径题的一条重要的途径,也是解决物理问题最重要的思维方法之一也是解决物理问题最重要的思维方法之一也是解决物理问题最重要的思维方法之一也是解决物理问题最重要的思维方法之一.功和功和功和功和功率、动能和动能定理、重力的功和重力势能、弹性势能、机械能功率、动能和动能定理、重力的功和重力势能、弹性势能、机械能功率、动能和动能定理、重力的功和重力势能、弹性势能、机械能功率、动能和动能定理、重力的功和重力势能、弹性势能、机械能守恒定律是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全守恒定律是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全守恒定律是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全守恒定律是历年高考的必考内容，
3、考查的知识点覆盖面全,频率高，频率高，频率高，频率高，题型全。动能定理、机械能守恒定律是重点和难点题型全。动能定理、机械能守恒定律是重点和难点题型全。动能定理、机械能守恒定律是重点和难点题型全。动能定理、机械能守恒定律是重点和难点,用能量观点是解用能量观点是解用能量观点是解用能量观点是解决动力学问题的三大途径之一决动力学问题的三大途径之一决动力学问题的三大途径之一决动力学问题的三大途径之一.考题内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、考题内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、考题内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、考题内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识综合动量守恒定律、电磁学
4、等方面知识综合动量守恒定律、电磁学等方面知识综合动量守恒定律、电磁学等方面知识综合,物理过程复杂物理过程复杂物理过程复杂物理过程复杂,综合分析的能力综合分析的能力综合分析的能力综合分析的能力要求较高要求较高要求较高要求较高,这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术,因此因此因此因此要加强综合题的练习要加强综合题的练习要加强综合题的练习要加强综合题的练习,学会将复杂的物理过程分解成若干子过程学会将复杂的物理过程分解成若干子过程学会将复杂的物理过程分解成若
5、干子过程学会将复杂的物理过程分解成若干子过程,分析分析分析分析每一个过程的始末状态及过程中力、加速度、速度、能量和动量的每一个过程的始末状态及过程中力、加速度、速度、能量和动量的每一个过程的始末状态及过程中力、加速度、速度、能量和动量的每一个过程的始末状态及过程中力、加速度、速度、能量和动量的变化变化变化变化,建立物理模型建立物理模型建立物理模型建立物理模型,灵活运用牛顿定律、动能定理、动量定理及能灵活运用牛顿定律、动能定理、动量定理及能灵活运用牛顿定律、动能定理、动量定理及能灵活运用牛顿定律、动能定理、动量定理及能量转化的方法提高解决实际问题的能力量转化的方法提高解决实际问题的能力量转化的方
6、法提高解决实际问题的能力量转化的方法提高解决实际问题的能力.本讲稿第二页，共三十八页 力力运动运动动量定理动量定理牛二定律牛二定律动能定理动能定理冲量冲量动量动量 功功动能动能动量守恒动量守恒机械能守恒机械能守恒 专题解说专题解说二二.知识概要与方法知识概要与方法本讲稿第三页，共三十八页 专题解说专题解说1.关于功关于功a a、功的本质：、功的本质：、功的本质：、功的本质：一个力对物体做了功，产生的效果是物体的能量一个力对物体做了功，产生的效果是物体的能量一个力对物体做了功，产生的效果是物体的能量一个力对物体做了功，产生的效果是物体的能量发生了变化；不同形式的能量的转化及能量在物体间的转移除了
7、发生了变化；不同形式的能量的转化及能量在物体间的转移除了发生了变化；不同形式的能量的转化及能量在物体间的转移除了发生了变化；不同形式的能量的转化及能量在物体间的转移除了由于热传递而使内能发生转移这种情况外，都是做功的结果；能由于热传递而使内能发生转移这种情况外，都是做功的结果；能由于热传递而使内能发生转移这种情况外，都是做功的结果；能由于热传递而使内能发生转移这种情况外，都是做功的结果；能量的变化是由做功引起的，其值可用功来量度量的变化是由做功引起的，其值可用功来量度量的变化是由做功引起的，其值可用功来量度量的变化是由做功引起的，其值可用功来量度WWE E。b、摩擦力做功情况：、摩擦力做功情况
8、：一对一对静摩擦力不会产生热量静摩擦力不会产生热量静摩擦力不会产生热量静摩擦力不会产生热量，一个做正功，一个做正功，一个做正功，一个做正功，另一个必做等量的负功另一个必做等量的负功另一个必做等量的负功另一个必做等量的负功,只有机械能的互相转移，而没有机械只有机械能的互相转移，而没有机械能与其他形式的能的转化，静摩擦力只起着传递机械能的作能与其他形式的能的转化，静摩擦力只起着传递机械能的作用；一对用；一对滑动摩擦力做功滑动摩擦力做功滑动摩擦力做功滑动摩擦力做功的代数和一定的代数和一定的代数和一定的代数和一定为负为负，总使系统机械，总使系统机械能减少并转化为内能，即能减少并转化为内能，即“摩擦生热
9、摩擦生热”，且有，且有QQE EFF s s。本讲稿第四页，共三十八页 专题解说专题解说c、一对相互作用力做功的情况：、一对相互作用力做功的情况：、一对相互作用力做功的情况：、一对相互作用力做功的情况：(1)作用力做正功时，反作用力作用力做正功时，反作用力作用力做正功时，反作用力作用力做正功时，反作用力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；作用力做负功、不做可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；作用力做负功、不做可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；作用力做负功、不做可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；作用力做负功、不做功时，反作用力亦同样如此功时，反作用力亦同样如此功时，反作用力亦
10、同样如此功时，反作用力亦同样如此.(2).(2)一对作用力与反作用力对系统所一对作用力与反作用力对系统所一对作用力与反作用力对系统所一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功做功的总和可以是正功做功的总和可以是正功做功的总和可以是正功,也可以是负功也可以是负功也可以是负功也可以是负功,还可以零还可以零还可以零还可以零 d d、求功的几种基本方法：、求功的几种基本方法：、求功的几种基本方法：、求功的几种基本方法：恒力做功恒力做功常用公式常用公式WFSFScoscos 和和和和P V求解；求解；变力做功变力做功变力做功变力做功常用方法是动能定理或功能关系；常用方法是动能定理或功能关系；常用方
11、法是动能定理或功能关系；常用方法是动能定理或功能关系；W=PtW=Pt求解；或求解；或求解；或求解；或 求解求解求解求解 求合力的功求合力的功求合力的功求合力的功：可先算各力所做的功，再求代数和；或先求合：可先算各力所做的功，再求代数和；或先求合：可先算各力所做的功，再求代数和；或先求合：可先算各力所做的功，再求代数和；或先求合力再求合力功。力再求合力功。力再求合力功。力再求合力功。本讲稿第五页，共三十八页 专题解说专题解说.应用动能定理的解题思路：应用动能定理的解题思路：动能定理：动能定理：动能定理：动能定理：WW合合合合=mv=mvt t2 2mvmv0 02确定研究对象及研究过程；确定研
12、究对象及研究过程；进行受力和运动情况分析，确认每个力做功情况；进行受力和运动情况分析，确认每个力做功情况；确定物体的初、末状态的动能；确定物体的初、末状态的动能；确定物体的初、末状态的动能；确定物体的初、末状态的动能；最后根据动能定理列方程求解。最后根据动能定理列方程求解。最后根据动能定理列方程求解。最后根据动能定理列方程求解。.应用机械能守恒定律的解题思路：应用机械能守恒定律的解题思路：定对象定对象定对象定对象(物体和地球、弹簧系统物体和地球、弹簧系统物体和地球、弹簧系统物体和地球、弹簧系统)；受力和运动及各力做功情况分析，确认是否满足守恒；受力和运动及各力做功情况分析，确认是否满足守恒；受
13、力和运动及各力做功情况分析，确认是否满足守恒；受力和运动及各力做功情况分析，确认是否满足守恒；选择零势面（点）；选择零势面（点）；选择零势面（点）；选择零势面（点）；明确初、末状态；明确初、末状态；由机械能守恒定律列方程求解由机械能守恒定律列方程求解由机械能守恒定律列方程求解由机械能守恒定律列方程求解.本讲稿第六页，共三十八页 专题解说专题解说.常用的功能关系常用的功能关系WW合合合合=E=Ek 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化外力对物体所做的总功等于物体动能的变化外力对物体所做的总功等于物体动能的变化外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.WF F=E=E机械机械机械机械 除重力外其它
14、力对物体做功代数和等于物体机除重力外其它力对物体做功代数和等于物体机除重力外其它力对物体做功代数和等于物体机除重力外其它力对物体做功代数和等于物体机械能的变化。械能的变化。械能的变化。械能的变化。WWGG=EEp p 重力对物体所做的功等于物体重力势能变化重力对物体所做的功等于物体重力势能变化的负值。的负值。克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少 E=fS E=fS （S 为相对位移）为相对位移）WW电电=EEp 电场力对物体所做的功等于电势能变化的负值。电
15、场力对物体所做的功等于电势能变化的负值。电场力对物体所做的功等于电势能变化的负值。电场力对物体所做的功等于电势能变化的负值。WWQ=E 物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递之和。之和。之和。之和。以及楞次定律以及楞次定律以及楞次定律以及楞次定律 克服安培力所做的功等于感克服安培力所做的功等于感克服安培力所做的功等于感克服安培力所做的功等于感应电能的增加应电能的增加应电能的增加应电能的增加 本讲稿第七页，共三十八页 专题解说专题解说 在核反应中，发生在核反应中，发生
16、在核反应中，发生在核反应中，发生 mm的质的质的质的质量亏损，即有量亏损，即有量亏损，即有量亏损，即有 mc2 2的能量释放出来。的能量释放出来。的能量释放出来。的能量释放出来。光电子的最大初动能等于入射光子能光电子的最大初动能等于入射光子能量和金属逸出功之差。量和金属逸出功之差。WW=P P V V 气体等压膨胀或压缩时所做的功。气体等压膨胀或压缩时所做的功。气体等压膨胀或压缩时所做的功。气体等压膨胀或压缩时所做的功。5.利用能量守恒定律求解的物理问题具有的特点：利用能量守恒定律求解的物理问题具有的特点：题目所述的物理问题中，有能量由某种形式转化为另一种形式；题目所述的物理问题中，有能量由某
17、种形式转化为另一种形式；题目所述的物理问题中，有能量由某种形式转化为另一种形式；题目所述的物理问题中，有能量由某种形式转化为另一种形式；题中参与转化的各种形式的能，每种形式的能如何转化或转题中参与转化的各种形式的能，每种形式的能如何转化或转题中参与转化的各种形式的能，每种形式的能如何转化或转题中参与转化的各种形式的能，每种形式的能如何转化或转移，根据能量守恒列出方程即总能量不变或减少的能等于增加移，根据能量守恒列出方程即总能量不变或减少的能等于增加移，根据能量守恒列出方程即总能量不变或减少的能等于增加移，根据能量守恒列出方程即总能量不变或减少的能等于增加的能。的能。的能。的能。本讲稿第八页，共
18、三十八页 专题聚焦专题聚焦1.动能定理的应用问题动能定理的应用问题例例1.“神舟六号神舟六号神舟六号神舟六号”飞船在返回时先要进行姿态调整飞船在返回时先要进行姿态调整飞船在返回时先要进行姿态调整飞船在返回时先要进行姿态调整,飞船的返回舱与飞船的返回舱与飞船的返回舱与飞船的返回舱与留轨舱分离留轨舱分离留轨舱分离留轨舱分离,返回舱以近返回舱以近8 km/s的速度进入大气层的速度进入大气层的速度进入大气层的速度进入大气层,当返回舱距地当返回舱距地当返回舱距地当返回舱距地面面面面30 km时时时时,返回舱上的回收发动机启动返回舱上的回收发动机启动,相继完成拉出天线、相继完成拉出天线、相继完成拉出天线、
19、相继完成拉出天线、抛掉底盖等动作抛掉底盖等动作抛掉底盖等动作抛掉底盖等动作.在飞船返回舱距地面在飞船返回舱距地面在飞船返回舱距地面在飞船返回舱距地面20 km20 km以下的高度后以下的高度后以下的高度后以下的高度后,速度速度速度速度减为减为减为减为200 m/s200 m/s而匀速下降而匀速下降而匀速下降而匀速下降,此段过程中返回舱所受空气阻力为此段过程中返回舱所受空气阻力为此段过程中返回舱所受空气阻力为此段过程中返回舱所受空气阻力为 ,式中式中 为大气的密度为大气的密度为大气的密度为大气的密度,v是是是是返回舱的运动速度返回舱的运动速度返回舱的运动速度返回舱的运动速度,S,S为与形状特征有
20、关的阻力面积为与形状特征有关的阻力面积为与形状特征有关的阻力面积为与形状特征有关的阻力面积.当返回舱距当返回舱距地面高度为地面高度为10 km10 km时时,打开面积为打开面积为1200m21200m2的降落伞的降落伞的降落伞的降落伞,直到速度达直到速度达到到8.0 m/s8.0 m/s后匀速下落后匀速下落.为实现软着陆为实现软着陆为实现软着陆为实现软着陆(即着陆时返回舱的速度为即着陆时返回舱的速度为即着陆时返回舱的速度为即着陆时返回舱的速度为0),0),当返回舱离地面当返回舱离地面1.2 m1.2 m时反冲发动机点火时反冲发动机点火时反冲发动机点火时反冲发动机点火,使返回舱落地的速使返回舱落
21、地的速使返回舱落地的速使返回舱落地的速度减为零度减为零度减为零度减为零,返回舱此时的质量为返回舱此时的质量为返回舱此时的质量为返回舱此时的质量为2.7102.7103 3kg,g取取取取10m/s10m/s2 2本讲稿第九页，共三十八页 专题聚焦专题聚焦解解解解:(1):(1):(1):(1)当回收舱速度在当回收舱速度在200m/s200m/s时时时时,重力和阻力平衡而匀速下落，重力和阻力平衡而匀速下落，重力和阻力平衡而匀速下落，重力和阻力平衡而匀速下落，根据牛倾第二定律，根据牛倾第二定律，根据牛倾第二定律，根据牛倾第二定律，mg-Fmg-Ff f f f=0.=0.=0.=0.根据已知条件，
22、得根据已知条件，得根据已知条件，得根据已知条件，得mgmgmgmgvvvv2 2 2 2S=0,S=0,S=0,S=0,解得解得 (2)(2)在打开降落伞后，返回舱的加速度先增大而后减小，加速度方在打开降落伞后，返回舱的加速度先增大而后减小，加速度方向向上返回舱的速度不断减小，直到速度减小到向向上返回舱的速度不断减小，直到速度减小到8.0m/s8.0m/s后匀速下后匀速下落落(3(3）反冲发动机工作后，使回收舱的速度由）反冲发动机工作后，使回收舱的速度由）反冲发动机工作后，使回收舱的速度由）反冲发动机工作后，使回收舱的速度由8.0m/s8.0m/s8.0m/s8.0m/s减小为减小为减小为减小
23、为0 0 0 0，回，回，回，回收舱受重力和反冲力收舱受重力和反冲力收舱受重力和反冲力收舱受重力和反冲力F F作用做匀减速运动，运动位移为作用做匀减速运动，运动位移为h=1.2 h=1.2 m.m.根据动能定理，根据动能定理，根据动能定理，根据动能定理，(mg-F)h=0(mg-F)h=0(mg-F)h=0(mg-F)h=0mvmvmvmv2 2,解得解得解得解得F=9.910F=9.910F=9.910F=9.9104 4N.N.N.N.反冲发反冲发动机对返回舱做功动机对返回舱做功W=Fh=1.210W=Fh=1.2105 5 J.J.J.J.(1)(1)用字母表示出返回舱在速度为用字母表示
24、出返回舱在速度为200 m/s200 m/s时时时时的质量的质量的质量的质量(2(2）分析打开降落伞到反冲发动机点火前，返回舱的加速）分析打开降落伞到反冲发动机点火前，返回舱的加速）分析打开降落伞到反冲发动机点火前，返回舱的加速）分析打开降落伞到反冲发动机点火前，返回舱的加速度和速度的变化情况度和速度的变化情况度和速度的变化情况度和速度的变化情况(3)(3)求反冲发动机的平均反推力的大小及反求反冲发动机的平均反推力的大小及反求反冲发动机的平均反推力的大小及反求反冲发动机的平均反推力的大小及反冲发动机对返回舱做的功冲发动机对返回舱做的功冲发动机对返回舱做的功冲发动机对返回舱做的功本讲稿第十页，共
25、三十八页 专题聚焦专题聚焦 例例例例2.某商场安装了一台倾角为某商场安装了一台倾角为某商场安装了一台倾角为某商场安装了一台倾角为30300 0的自动扶梯的自动扶梯的自动扶梯的自动扶梯,该扶梯在电压为该扶梯在电压为该扶梯在电压为该扶梯在电压为380V的电动机带动下以的电动机带动下以的电动机带动下以的电动机带动下以0.4m/s0.4m/s的恒定速率向斜的恒定速率向斜的恒定速率向斜的恒定速率向斜上方移动上方移动上方移动上方移动,电动机的最大输出功率为电动机的最大输出功率为电动机的最大输出功率为电动机的最大输出功率为4.9kw.4.9kw.不载人时测得电动机不载人时测得电动机不载人时测得电动机不载人时
26、测得电动机中的电流为中的电流为中的电流为中的电流为5A,5A,若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同,设人的设人的设人的设人的平均质量为平均质量为平均质量为平均质量为60kg,60kg,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少？则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少？则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少？则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为多少？（g=10m/sg=10m/s2 2）解解解解:电动机的电压恒为电动机的电压恒为电动机的电压恒为电动机的电压恒为380V,380V,380V
27、,380V,扶梯不载人时扶梯不载人时扶梯不载人时扶梯不载人时,电动机中的电流为电动机中的电流为电动机中的电流为电动机中的电流为5A.5A.5A.5A.忽略掉电动机内阻的消耗忽略掉电动机内阻的消耗忽略掉电动机内阻的消耗忽略掉电动机内阻的消耗,认为电动机的输入功率和输出功率认为电动机的输入功率和输出功率认为电动机的输入功率和输出功率认为电动机的输入功率和输出功率相等相等相等相等,即可得到维持扶梯运转的功率为即可得到维持扶梯运转的功率为即可得到维持扶梯运转的功率为即可得到维持扶梯运转的功率为 电动机的最大输出功率为电动机的最大输出功率为电动机的最大输出功率为电动机的最大输出功率为 可用于输送顾客的功
28、率为可用于输送顾客的功率为可用于输送顾客的功率为可用于输送顾客的功率为 由于扶梯以恒定速率向斜上方移动由于扶梯以恒定速率向斜上方移动,每一位顾客所受的力为重每一位顾客所受的力为重力力mgmg和支持力和支持力F FN N,且且F FN N=mg,=mg,电动机通过扶梯的支持力电动机通过扶梯的支持力FNFN对顾客对顾客做功做功,对每一位顾客做功的功率为对每一位顾客做功的功率为P P1 1=F=Fn nvcosa=mgvcos(90vcosa=mgvcos(900 030300 0)=120W,)=120W,则同时乘载的最多人数则同时乘载的最多人数 人人 本讲稿第十一页，共三十八页 专题聚焦专题聚焦
29、 例例例例3.(3.(0404全国全国全国全国2)2)柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成若干部件组成若干部件组成若干部件组成,气缸与活塞间有柴油与空气的混合物气缸与活塞间有柴油与空气的混合物气缸与活塞间有柴油与空气的混合物气缸与活塞间有柴油与空气的混合物.在重锤与桩碰撞在重锤与桩碰撞在重锤与桩碰撞在重锤与桩碰撞的过程中的过程中的过程中的过程中,通过压缩使混合物燃烧通过压缩使混合物燃烧通过压缩使混合物燃烧通过压缩使混合物燃烧,产生高温高压气体产生高温高压气体产生高温高压气体产生高温高压气体,从而使桩
30、向下运从而使桩向下运从而使桩向下运从而使桩向下运动动动动,锤向上运动锤向上运动锤向上运动锤向上运动.现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为机重锤的质量为机重锤的质量为机重锤的质量为m,m,锤在桩帽以上高度为锤在桩帽以上高度为锤在桩帽以上高度为锤在桩帽以上高度为h h处从静止开始沿竖直轨道自处从静止开始沿竖直轨道自处从静止开始沿竖直轨道自处从静止开始沿竖直轨道自由落下由落下由落下由落下,打在质量为打在质量为打在质量为打在质量为M(M(包括桩帽包括桩帽包括
31、桩帽包括桩帽)的钢筋混凝土桩子上的钢筋混凝土桩子上的钢筋混凝土桩子上的钢筋混凝土桩子上.同时同时同时同时,柴油燃烧柴油燃烧柴油燃烧柴油燃烧,产生猛烈推力产生猛烈推力产生猛烈推力产生猛烈推力,锤和桩分离锤和桩分离锤和桩分离锤和桩分离,这一过程的时间极短这一过程的时间极短这一过程的时间极短这一过程的时间极短.随后随后随后随后,桩在泥土中向下桩在泥土中向下桩在泥土中向下桩在泥土中向下移动一距离移动一距离移动一距离移动一距离l.l.已知锤反跳后到达最高点时已知锤反跳后到达最高点时已知锤反跳后到达最高点时已知锤反跳后到达最高点时,锤锤锤锤与已停下的桩幅之间的距离也为与已停下的桩幅之间的距离也为与已停下的
32、桩幅之间的距离也为与已停下的桩幅之间的距离也为h h.已知已知已知已知mm1.0103kg,1.0103kg,MM2.0103kg,2.0103kg,h h2.0m,2.0m,l l0.20m,0.20m,重力加速度重力加速度重力加速度重力加速度g g10m/s10m/s2 2,混合物的混合物的混合物的混合物的质量不计质量不计质量不计质量不计.设桩向下移动的过程中泥土对桩设桩向下移动的过程中泥土对桩设桩向下移动的过程中泥土对桩设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力的作用力的作用力的作用力F F是恒力是恒力是恒力是恒力,求此力的大小求此力的大小求此力的大小求此力的大小.本讲稿第十二页，共三十八页
33、专题聚焦专题聚焦解：解：解：解：锤自由下落，碰桩前速度锤自由下落，碰桩前速度锤自由下落，碰桩前速度锤自由下落，碰桩前速度v v v v1 1 1 1向下，向下，向下，向下，碰后，已知锤上升高度为（碰后，已知锤上升高度为（h hl l），故刚碰后向上的速度为），故刚碰后向上的速度为 设碰后桩的速度为设碰后桩的速度为V V，方向向下，由动量守恒，方向向下，由动量守恒，桩下降的过程中，根据功能关系，桩下降的过程中，根据功能关系，由以上各式得由以上各式得 代入数值，得代入数值，得 本讲稿第十三页，共三十八页 专题聚焦专题聚焦2.能量守恒定律的应用问题能量守恒定律的应用问题例例4.4.目前，运动员跳高时
34、采用较多的是背越式。若某跳高运目前，运动员跳高时采用较多的是背越式。若某跳高运目前，运动员跳高时采用较多的是背越式。若某跳高运目前，运动员跳高时采用较多的是背越式。若某跳高运动员质量为动员质量为动员质量为动员质量为mm，身体重心与跳杆的高度差为，身体重心与跳杆的高度差为，身体重心与跳杆的高度差为，身体重心与跳杆的高度差为h h，他采用背越式跳，他采用背越式跳这一高度，则他在起跳过程中做的功这一高度，则他在起跳过程中做的功A A必须大于必须大于mgh mgh B必须大于或等于必须大于或等于必须大于或等于必须大于或等于mgh mgh C C可以略小于可以略小于mgh mgh D D必须略小于必须略
35、小于必须略小于必须略小于mghmgh解解:仔细分析运动员过杆的细节仔细分析运动员过杆的细节.先是头、肩过杆先是头、肩过杆先是头、肩过杆先是头、肩过杆,此时头肩在此时头肩在此时头肩在此时头肩在整个身体上处于最高位置整个身体上处于最高位置整个身体上处于最高位置整个身体上处于最高位置,然后是背、臀依次过杆然后是背、臀依次过杆,此时依次是此时依次是此时依次是此时依次是背、臀处于最高部位背、臀处于最高部位背、臀处于最高部位背、臀处于最高部位,头、肩在过杆后已下降到杆的下方头、肩在过杆后已下降到杆的下方头、肩在过杆后已下降到杆的下方头、肩在过杆后已下降到杆的下方,脚最后脚最后脚最后脚最后过杆过杆过杆过杆,
36、此时脚是身体的最高部位此时脚是身体的最高部位此时脚是身体的最高部位此时脚是身体的最高部位,其余部分都已过杆其余部分都已过杆其余部分都已过杆其余部分都已过杆,且在杆的下且在杆的下且在杆的下且在杆的下方方方方.即身体的各部分是依次逐渐过杆的即身体的各部分是依次逐渐过杆的即身体的各部分是依次逐渐过杆的即身体的各部分是依次逐渐过杆的,而且轮到过杆的部位总是而且轮到过杆的部位总是而且轮到过杆的部位总是而且轮到过杆的部位总是身体的最高部位身体的最高部位身体的最高部位身体的最高部位.这一情景的物理特征是：这一情景的物理特征是：这一情景的物理特征是：这一情景的物理特征是：过杆时，身体的重心始终在杆的下方，过杆
37、时，身体的重心始终在杆的下方，过杆时，身体的重心始终在杆的下方，过杆时，身体的重心始终在杆的下方，运动员重力势能的增加量略小于运动员重力势能的增加量略小于运动员重力势能的增加量略小于运动员重力势能的增加量略小于mghmghmghmgh。运动员在起跳时做的功应。运动员在起跳时做的功应。运动员在起跳时做的功应。运动员在起跳时做的功应等于重力势能的增加量，故等于重力势能的增加量，故等于重力势能的增加量，故等于重力势能的增加量，故C C C C正确。正确。正确。正确。本讲稿第十四页，共三十八页 专题聚焦专题聚焦A A A AB B B BL L L LC C C CV V V VB B B BV V
38、V VC C C C 例例5 5、在水平光滑细杆上穿着、在水平光滑细杆上穿着、在水平光滑细杆上穿着、在水平光滑细杆上穿着A、B B两个刚性两个刚性小球，两球间距离为小球，两球间距离为L L，用两根长度同为，用两根长度同为，用两根长度同为，用两根长度同为L L的不可伸长的轻绳与的不可伸长的轻绳与的不可伸长的轻绳与的不可伸长的轻绳与C C球连接，开始时三球静止二绳伸直，然后同时释放三球。已知球连接，开始时三球静止二绳伸直，然后同时释放三球。已知球连接，开始时三球静止二绳伸直，然后同时释放三球。已知球连接，开始时三球静止二绳伸直，然后同时释放三球。已知A A、B B、C C三球质量相等，试求三球质量
39、相等，试求A A、B B二球速度二球速度V V的大小与的大小与的大小与的大小与C C球球球球到细杆的距离到细杆的距离到细杆的距离到细杆的距离h之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。解：解：解：解：在任意的如图位置在任意的如图位置在任意的如图位置在任意的如图位置,BC,BC绳与竖直方向成绳与竖直方向成绳与竖直方向成绳与竖直方向成角角角角.因为因为因为因为BCBC绳不伸长且绷紧绳不伸长且绷紧绳不伸长且绷紧绳不伸长且绷紧,所以所以所以所以V V V VB B B B和和和和V VC C在在在在绳方向上的投影应相等绳方向上的投影应相等绳方向上的投影应相等绳方向上的投影应相等.即即 V V V
40、 VC C C CCOS=VCOS=VCOS=VCOS=VB B B BSin Sin Sin Sin 由机械能守恒定律可得由机械能守恒定律可得 mg(hmg(h L/2)L/2)mvmvC C2 2/2/22(mv2(mvB B2 2/2)/2)又因为又因为又因为又因为tgtg2 2 2 2(L(L(L(L2 2h h2 2 2 2)/h)/h2 2 由以上各式可得：由以上各式可得：由以上各式可得：由以上各式可得：V V V VB B B B 本讲稿第十五页，共三十八页 专题聚焦专题聚焦A mA m1 1k kB mB m2 2 例例例例6.(6.(0505全国全国全国全国)如图如图如图如图
41、,质量为的物体质量为的物体A A经一轻质弹经一轻质弹经一轻质弹经一轻质弹簧与下方地面上的质量为的物体簧与下方地面上的质量为的物体簧与下方地面上的质量为的物体簧与下方地面上的质量为的物体B B相连相连相连相连,弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为k,Ak,A、B B都处于静止状态都处于静止状态都处于静止状态都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体一端连物体一端连物体一端连物体A,A,另一端连一轻挂钩另一端连一轻挂钩另一端连一轻挂钩另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直
42、状态开始时各段绳都处于伸直状态开始时各段绳都处于伸直状态开始时各段绳都处于伸直状态,A,A上方的一段绳上方的一段绳上方的一段绳上方的一段绳沿竖直方向沿竖直方向沿竖直方向沿竖直方向.现在挂钩上升一质量为的物体现在挂钩上升一质量为的物体现在挂钩上升一质量为的物体现在挂钩上升一质量为的物体C C并从静止状态释放并从静止状态释放并从静止状态释放并从静止状态释放,已知它恰好能使已知它恰好能使已知它恰好能使已知它恰好能使B B离开地面但不继续上升离开地面但不继续上升离开地面但不继续上升离开地面但不继续上升.若将若将C C换成另一个质换成另一个质换成另一个质换成另一个质量为量为量为量为的物体的物体D,D,仍
43、从上述初始位置由静止状态释放仍从上述初始位置由静止状态释放仍从上述初始位置由静止状态释放仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次则这次则这次则这次B B刚离地时刚离地时刚离地时刚离地时D的速度的大小是多少？已的速度的大小是多少？已的速度的大小是多少？已的速度的大小是多少？已知重力加速度为知重力加速度为知重力加速度为知重力加速度为g g。解解:开始时，开始时，开始时，开始时，B B B B静止平衡，设弹簧的压缩量为静止平衡，设弹簧的压缩量为静止平衡，设弹簧的压缩量为静止平衡，设弹簧的压缩量为x x1 1 1 1,挂挂挂挂C C C C后后,当当当当B B B B刚要离地时刚要离地时刚要离地时刚要离
44、地时,设弹簧伸长量为设弹簧伸长量为设弹簧伸长量为设弹簧伸长量为x x x x2 2 2 2,有有有有 本讲稿第十六页，共三十八页 专题聚焦专题聚焦此时，此时，此时，此时，A A A A和和和和C C C C速度均为零。从挂速度均为零。从挂速度均为零。从挂速度均为零。从挂C C C C到此时，根据到此时，根据到此时，根据到此时，根据机械能守恒定律弹簧弹性势能的改变量为机械能守恒定律弹簧弹性势能的改变量为机械能守恒定律弹簧弹性势能的改变量为机械能守恒定律弹簧弹性势能的改变量为 将将C C C C换成换成换成换成D D D D后，有后，有后，有后，有 联立以上各式可以解得联立以上各式可以解得 A m
45、A m1 1k kB mB m2 2注：注：注：注：开始开始开始开始A A A A、B B B B静止静止静止静止,属于平衡现象属于平衡现象属于平衡现象属于平衡现象.挂挂挂挂C C C C后是一个运动过程后是一个运动过程后是一个运动过程后是一个运动过程,先加速先加速先加速先加速后减速后减速后减速后减速,用功能关系列方程用功能关系列方程用功能关系列方程用功能关系列方程,A,A,A,A重力势能增加重力势能增加重力势能增加重力势能增加,C,C,C,C重力势能减少重力势能减少重力势能减少重力势能减少,还有弹还有弹还有弹还有弹簧的弹性势能变化簧的弹性势能变化簧的弹性势能变化簧的弹性势能变化(可设为增加可
46、设为增加可设为增加可设为增加).).).).该过程的末状态该过程的末状态该过程的末状态该过程的末状态,B,B,B,B刚要离地但并没刚要离地但并没刚要离地但并没刚要离地但并没有离地有离地有离地有离地,仍静止仍静止仍静止仍静止,还是一个平衡状态还是一个平衡状态还是一个平衡状态还是一个平衡状态.(.(.(.(一般情况下一般情况下一般情况下一般情况下,匀变速运动列方程匀变速运动列方程匀变速运动列方程匀变速运动列方程可从牛顿运动定律和运动学公式出发可从牛顿运动定律和运动学公式出发可从牛顿运动定律和运动学公式出发可从牛顿运动定律和运动学公式出发,而非匀变速运动则从动量和能量而非匀变速运动则从动量和能量而非
47、匀变速运动则从动量和能量而非匀变速运动则从动量和能量两个守恒时考虑两个守恒时考虑两个守恒时考虑两个守恒时考虑).).).).换换换换D D D D后的过程后的过程后的过程后的过程,仍是非变速仍是非变速仍是非变速仍是非变速,且最后且最后且最后且最后ADADADAD还有速度还有速度还有速度还有速度.两个两个两个两个物体减少的势能物体减少的势能物体减少的势能物体减少的势能,除让弹簧弹性势能变化外除让弹簧弹性势能变化外除让弹簧弹性势能变化外除让弹簧弹性势能变化外,两个物体的动能也增加两个物体的动能也增加两个物体的动能也增加两个物体的动能也增加 本讲稿第十七页，共三十八页 例例例例7.7.7.7.(03
48、(03(03(03全全全全国国国国理理理理综综综综)一一一一传传传传送送送送带带带带装装装装置置置置示示示示意意意意如如如如图图图图，其其其其中中中中传传传传送送送送带带带带经经经经过过过过ABABABAB区区区区域域域域时时时时是是是是水水水水平平平平的的的的，经经经经过过过过BCBCBCBC区区区区域域域域时时时时变变变变为为为为圆圆圆圆弧弧弧弧形形形形（圆圆圆圆弧弧弧弧由由由由光光光光滑滑滑滑模模模模板板板板形形形形成成成成，未未未未画画画画出出出出），经经经经过过过过CDCDCDCD区区区区域域域域时时时时是是是是倾倾倾倾斜斜斜斜的的的的，ABABABAB和和和和CDCDCDCD都都都
49、都与与与与BCBCBCBC相相相相切切切切。现现现现将将将将大大大大量量量量的的的的质质质质量量量量均均均均为为为为m m m m的的的的小小小小货货货货箱箱箱箱一一一一个个个个一一一一个个个个在在在在A A A A处处处处放放放放到到到到传传传传送送送送带带带带上上上上，放放放放置置置置时时时时初初初初速速速速为为为为零零零零，经经经经传传传传送送送送带带带带运运运运送送送送到到到到D D D D处处处处，D D D D和和和和A A A A的的的的高高高高度度度度差差差差为为为为h h h h。稳稳稳稳定定定定工工工工作作作作时时时时传传传传送送送送带带带带速速速速度度度度不不不不变变变变
50、，CDCDCDCD段段段段上上上上各各各各箱箱箱箱等等等等距距距距排排排排列列列列，相相相相邻邻邻邻两两两两箱箱箱箱的的的的距距距距离离离离为为为为L L L L。每每每每个个个个箱箱箱箱子子子子在在在在A A A A处处处处投投投投放放放放后后后后，在在在在到到到到达达达达B B B B之之之之前前前前已已已已经经经经相相相相对对对对于于于于传传传传送送送送带带带带静静静静止止止止，且且且且以以以以后后后后也也也也不不不不再再再再滑滑滑滑动动动动（忽忽忽忽略略略略经经经经BCBCBCBC段段段段时时时时的的的的微微微微小小小小滑滑滑滑动动动动）。已已已已知知知知在在在在一一一一段段段段相相相