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高中三年级物理

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    长木板A放在光滑的水平面上,质量为m的小物体B以水平初速v0滑上A的上表面,它们的v-t图象如图所示,则根据图中的信息(图中所标注的物理量均为已知量)可以求得(   )

           


    A.木板获得的动能
    B.系统损失的机械能
    C.木板的长度
    D.A与B间的动摩擦因数
    本题信息:2011年上海模拟题物理多选题难度一般 来源:马凤霞
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本试题 “多选长木板A放在光滑的水平面上,质量为m的小物体B以水平初速v0滑上A的上表面,它们的v-t图象如图所示,则根据图中的信息(图中所标注的物理量均为已知量)可...” 主要考查您对

v-t图像

动量守恒定律的应用

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  • v-t图像
  • 动量守恒定律的应用

v—t图像:

物体的运动速度与时间的关系可以用图像来描述。以速度V为纵轴、时间T为横轴建立坐标系,再根据相关数据进项描点,用平滑的曲线将连依次连接起来,就建立了速度时间图象,也就是VT图像。


v—t图像的含义:

1、v-t图象描述速度随时间的变化规律;
2、在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
3、在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值;
4、在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率;
5、图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向;
6、图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动。

知识点拨:

图一
图一是匀速直线运动的v—t的图像,其函数关系式为:v=v,匀速直线运动的物体的速度v是个恒量与路程S和时间t没关系。一段时间(t)内,走过的路程(S),满足关系式:S=vt,在图像中为一矩形包围的面积。

图二
图二是初速度不为0的匀加速直线运动的v—t图像,其函数关系式为:,匀加速直线运动的物体运动的加速度a(直线的斜率)是个恒量,初速度也是恒量,与路程S和时间t没关系。一段时间(t)内,走过的路程(S),满足关系式:,在图像中为“矩形+三角形”所包围的面积。


v-t图像的基本类型:


动量守恒定律的应用:

1、动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。即m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
2、动量守恒定律的常见问题:
①碰撞问题;
②爆炸问题;
③反冲现象;
④人船模型;
“人船模型”是动量守恒定律的应用的一个经典模型,该模型应用的条件:一个原来处于静止状态的系统,当系统中的物体间发生相对运动的过程中,有一个方向上动量守恒。
⑤子弹打木块模型。
子弹打木块模型及推广:
Ⅰ、一物块在木板上滑动,μNS相对=ΔEk系统=Q,Q为摩擦在系统中产生的热量;
Ⅱ、小球在置于光滑水平面上的竖直平面内弧形光滑轨道上滑动,包括小车上悬一单摆单摆的摆动过程等。小球上升到最高点时系统有共同速度(或有共同的水平速度);系统内弹力做功时,不将机械能转化为其它形式的能,因此过程中系统机械能守恒。
Ⅲ、一静一动的同种电荷追碰运动等。

从“六性”把握动量守恒定律的应用方法:

1.条件性
动量守恒定律的成立是有条件的,只有当系统满足动量守恒的条件时才能利用方程式进行计算。
2.矢量性
动量守恒方程是一个矢量方程。对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题,应选取统一的正方向,凡是与选取正方向相同的动量为正,相反为负。若方向未知,可设为与正方向相同列动量守恒方程,通过解得结果的正负,判定未知量的方向。
3.参考系的同一性速度
具有相对性,公式中的均应对同一参考系而言,一般均取对地的速度。
4.状态的同一性
相互作用前的总动量,这个“前”是指相互作用前的某一时刻,所以均是此时刻的瞬时速度,同理 应是相互作用后的某一时刻的瞬时速度。
5.整体性
动量守恒定律是针对一个物体系统而言的,具有系统的整体性。
6.普适性
它不仅适用于两个物体所组成的系统,也适用于多个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统。

临界与极值问题的解法:

在动量守恒定律的应用中,常常会遇到相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向运动等临界问题。分析临界问题的关键是寻找临界状态,临界状态的出现是有条件的,这种条件就是临界条件。临界条件往往表现为某个(或某些)物理量的特定取值。在与动量相关的临界问题中,临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系,这些特定关系的判断是求解这类问题的关键。

“人船模型”的解题规律:

 “人船模型”是动量守恒定律的拓展应用,它把速度和质量的关系推广到质量和位移的关系,这样给我们提供了一种解题思路和解决问题的方法。人船问题的适用条件是:两个物体组成的系统(当有多个物体组成系统时,可以先转化为两个物体组成的系统)动量守恒,系统的合动量为零。

这种模型中涉及两种题型,一种题型是求解某物体在相互作用过程中通过的位移,此题型中需根据动量守恒、位移关系得到两个关系求解,如在图中,人从船头走到船尾时由动量守恒可得:

再由图中几何关系有

可得人船的位移分别为

另一种题型是求某一时刻物体的速度,这种题型是先要由动量守恒求得两物体的一个速度关系,再由能量守恒得到两物体的另一个速度关系,从而求得物体的瞬时速度(或与瞬时速度相关的物理量)。


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