习题课-动量和能量观点的综合应用教学设计.docVIP

习题课　动量和能量观点的综合应用教学设计 雷山民族中学物理组 文轩 　教学目标： 1.进一步熟练应用动量守恒定律的解题方法. 2.综合应用动量和能量观点解决力学问题． 　教学重点：动量能量综合问题的解决方法 　教学难点：应用动量观点和能量观点解决动量能量综合问题 　教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 　教学过程： 　解决力学问题的三个基本观点 1．力的观点：主要应用牛顿运动定律和运动学公式相结合，常涉及受力，加速或匀变速运动的问题． 2．动量的观点：主要应用动量定理或动量守恒定律求解．常涉及物体的受力和时间问题，以及相互作用的物体系问题． 3．能量的观点：在涉及单个物体的受力和位移问题时，常用动能定理分析；在涉及物体系内能量的转化问题时，常用能量的转化和守恒定律． 一、滑块滑板模型 1．把滑块、滑板看作一个整体，摩擦力为内力，则在光滑水平面上滑块和滑板组成的系统动量守恒． 2．由于摩擦生热，把机械能转化为内能，则系统机械能不守恒．应由能量守恒求解问题． 3．注意滑块若不滑离木板，最后二者具有共同速度． 例1：如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M的长木板，以速度v0向右做匀速直线运动，将质量为m的小铁块轻轻放在木板上的A点，这时小铁块相对地面速度为零，小铁块相对木板向左滑动．由于小铁块和木板间有摩擦，最后它们之间相对静止，已知它们之间的动摩擦因数为μ，问： (1)小铁块跟木板相对静止时，它们的共同速度多大？ (2)它们相对静止时，小铁块与A点距离多远？ (3)在全过程中有多少机械能转化为内能？ 答案　(1)eq \f(M,M＋m)v0　(2)eq \f(Mveq \o\al(2,0),2μ（M＋m）g)　(3)eq \f(Mmveq \o\al(2,0),2（M＋m）) 解析　(1)小铁块放到长木板上后，由于他们之间有摩擦，小铁块做加速运动，长木板做减速运动，最后达到共同速度，一起匀速运动．设达到的共同速度为v. 由动量守恒定律得：Mv0＝(M＋m)v 解得v＝eq \f(M,M＋m)v0. (2)设小铁块距A点的距离为L，由能量守恒定律得 μmgL＝eq \f(1,2)Mveq \o\al(2,0)－eq \f(1,2)(M＋m)v2 解得：L＝eq \f(Mveq \o\al(2,0),2μ（M＋m）g) (3)全过程所损失的机械能为 ΔE＝eq \f(1,2)Mveq \o\al(2,0)－eq \f(1,2)(M＋m)v2＝eq \f(Mmveq \o\al(2,0),2（M＋m）) 例2　如图2所示，光滑水平桌面上有长L＝2 m的挡板C，质量mC＝5 kg，在其正中央并排放着两个小滑块A和B，mA＝1 kg，mB＝3 kg，开始时三个物体都静止.在A、B间放有少量塑胶炸药，爆炸后A以6 m/s的速度水平向左运动，A、B中任意一块与挡板C碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求：(1)当两滑块A、B都与挡板C碰撞后，C的速度是多大；(2)A、C碰撞过程中损失的机械能. 解析（1）　A、B、C系统动量守恒，有 0＝(mA＋mB＋mC)vC， 解得vC＝0. （2）炸药爆炸时A、B系统动量守恒，有 mAvA＝mBvB 解得：vB＝2 m/s 所以A先与C碰撞， A、C碰撞前后系统动量守恒，有 mAvA＝(mA＋mC)v 解得v＝1 m/s A、C碰撞过程中损失的机械能 二、子弹打木块模型 1.子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，则系统动量守恒. 2.在子弹打木块过程中摩擦生热，系统机械能不守恒，机械能向内能转化. 3.若子弹不穿出木块，二者最后有共同速度，机械能损失最多. 例3：如图:所示，在水平地面上放置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v射入木块(未穿出)，若木块与地面间的动摩擦因数为μ，求： (1)子弹射入后，木块在地面上前进的距离； (2)射入的过程中，系统损失的机械能． 答案　(1)eq \f(m2v2,2（M＋m）2μg)　(2)eq \f(Mmv2,2（M＋m）) 解析　因子弹未射出，故此时子弹与木块的速度相同，而 系统的机械能损失为初、末状态系统的动能之差． (1)设子弹射入木块时，二者的共同速度为v′，取子弹的初速度方向为正方向，则有：mv＝(M＋m)v′，① 二者一起沿地面滑动，前进的距离为s，由动能定理得： －μ(M＋m)gs＝0－eq \f(1,2)(M＋m)v′2，② 由①②两式解得：s＝eq \f(m2v2,2（M＋m）2μg). (2)射入过程中的机械能损失 ΔE＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)(M＋m)v′2，③ 解得：ΔE＝eq \f(Mmv2,2（M＋m）).