粵教版物理選修3-5新素養(yǎng)學案第一章本章優(yōu)化總結(jié)Word版含答案

本章優(yōu)化總結(jié)求恒力和變力沖量的方法1．恒力的沖量計算恒力的沖量可直接根據(jù)定義式來計算，即用恒力F乘以其作用時間t而得．2．方向恒定的變力的沖量計算若力F的方向恒定，而大小隨時間變化的情況如圖所示，則該力在時間t＝t2－t1內(nèi)的沖量大小在數(shù)值上就等于圖中陰影部分的“面積”．3．一般變力的沖量計算在物理中，一般變力的沖量通常是借助于動量定理來計算的．4．合力的沖量計算幾個力的合力的沖量計算既可以先算出各個分力的沖量后再求矢量和，又可以先算出各個分力的合力再算合力的沖量．如圖所示，長為l的輕繩的一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，將小球從O點正下方eq\f(l,4)處以一定的初速度水平向右拋出，經(jīng)一定時間的運動輕繩被拉直，以后小球?qū)⒁設點為圓心在豎直平面內(nèi)擺動．已知輕繩剛被拉直時繩與豎直方向成60°角，試求：(1)小球被水平拋出時的初速度．(2)在輕繩被拉直的瞬間，重力對小球的沖量．(3)在輕繩被拉直的瞬間，圓心O點受到的沖量．[解析](1)設經(jīng)過時間t輕繩被拉直，則由平拋運動的規(guī)律可得lsin60°＝v0tlcos60°－eq\f(l,4)＝eq\f(1,2)gt2解以上兩式，得v0＝eq\f(1,2)eq\r(6gl)，t＝eq\r(\f(l,2g)).(2)因重力為恒力，故重力的沖量IG＝Gt＝mgeq\r(\f(l,2g))＝meq\r(\f(gl,2)).(3)輕繩剛被拉直的瞬間，小球的瞬時速度為v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋（gt）2)＝eq\r(2gl)設速度v與豎直方向的夾角為θ，則θ＝arctaneq\f(v0,gt)＝arctaneq\f(\f(1,2)\r(6gl),g\r(\f(l,2g)))＝arctaneq\r(3)，所以θ＝60°顯然，這與輕繩和豎直方向的夾角是相同的，則小球該時刻的動量為p＝mv＝meq\r(2gl)設輕繩被拉直的方向為正方向，則由動量定理得I＝Δp＝0－mv＝－meq\r(2gl)故圓心O點受到的沖量大小為meq\r(2gl)，方向沿輕繩斜向下．[答案](1)eq\f(1,2)eq\r(6gl)(2)meq\r(\f(gl,2))(3)沖量大小為meq\r(2gl)，方向沿輕繩斜向下動量守恒中的臨界問題在動量守恒定律的應用中，常常會遇到相互作用的兩個物體相距最近、避免相碰和開始反向等臨界問題，分析臨界問題的關鍵是尋找臨界狀態(tài)，在與動量相關的臨界問題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩個物體的相對速度關系和相對位移關系，這些特定關系的判斷是求解這類問題的切入點．如圖所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運動，速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度．(不計水的阻力)[解析]設乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后船的速度為v1，甲船上的人接到貨物后船的速度為v2，由動量守恒定律得12m×v0＝11m×v1－m×vmin ①10m×2v0－m×vmin＝11m×v2 ②為避免兩船相撞應滿足v1＝v2 ③聯(lián)立①②③式得vmin＝4v0.[答案]4v0動量、能量綜合問題的求解處理力學問題的基本思路有三種：一是牛頓定律，二是動量關系，三是能量關系．若考查有關物理量的瞬時對應關系，需應用牛頓定律；若考查一個過程，三種方法都可用，但方法不同，處理問題的難易、繁簡程度可能有很大的差別．若研究對象為一個系統(tǒng)，應優(yōu)先考慮兩大守恒定律；若研究對象為單一物體，可優(yōu)先考慮兩個定理，特別是涉及時間問題時應優(yōu)先考慮動量定理，涉及功和位移問題時應優(yōu)先考慮動能定理．兩個守恒定律和兩個定理只考查一個物理過程的始末兩個狀態(tài)有關物理量間的關系，對過程的細節(jié)不予細究，這正是它們的方便之處．特別是對于變力做功問題，在階段無法用牛頓定律處理時，就更顯示出它們的優(yōu)越性．兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運動，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運動；經(jīng)過一段時間后，從光滑路段進入粗糙路段．兩者的位置x隨時間t變化的圖象如圖所示．求：(1)滑塊a、b的質(zhì)量之比；(2)整個運動過程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機械能之比．[解析](1)設a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2.由題給圖象得v1＝－2m/s ①v2＝1m/s ②a、b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給圖象得v＝eq\f(2,3)m/s ③由動量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v ④聯(lián)立①②③④式得m1∶m2＝1∶8. ⑤(2)由能量守恒得，兩滑塊因碰撞而損失的機械能為ΔE＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)(m1＋