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高中三年级物理

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    两个小木块BC中间夹着一根轻弹簧,将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起,使它们一起在光滑水平面上沿直线运动,这时它们的运动图线如图中a线段所示,在t=4s末,细线突然断了,BC都和弹簧分离后,运动图线分别如图中bc线段所示。从图中的信息可知

    [      ]

    A.BC都和弹簧分离后的运动方向相同
    B.BC都和弹簧分离后,系统的总动量增大
    C.BC分离过程中B木块的动量变化较大
    D.B木块的质量是C木块质量的四分之一
    本题信息:2012年专项题物理不定项选择难度一般 来源:高东
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本试题 “两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧,将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起,使它们一起在光滑水平面上沿直线运动,这时它们的运动图线如图中a线段所示,在t...” 主要考查您对

s-t图像

动量守恒定律的应用

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 s-t图像:

s-t图像表示运动物体的位置坐标x随时间变化的规律,是运动物体的位置坐标x与时刻t的函数关系图像。位移时间图像是x-t函数图像,而不是物体的运动轨迹。


位移与时间图像的基本意义:

1、s-t图象描述位移随时间的变化规律;
2、图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
3、图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
4、图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边。


知识点拨:

图一
图一是匀速直线运动的S—t图像,为正比例函数的图像的一部分,其函数关系式为:S=vt,匀速直线运动的物体的速度v(直线的斜率)是个恒量与路程S和时间t没关系。在速度一定的条件下,路程S和时间t成正比。

图二
图二是初速度不为0的匀加速直线运动的S—v图像,匀加速直线运动的物体运动的加速度a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:


位移—时间图象(s-t图像):

横轴表示时间,纵轴表示位移;静止的s-t图像在一条与横轴平行或重合的直线上(如右图1①);匀速直线运动的s-t图像在一条倾斜直线上,所在直线的斜率表示运动速度的大小及符号(如右图1②);匀变速直线运动的s-t图像为抛物线(如右图1③)。


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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