习题课 动量和能量观点的综合应用
[目标定位] 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.
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求解,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、爆炸类问题
解决爆炸类问题时,要抓住以下三个特征:
1.动量守恒:由于爆炸是在极短的时间内完成的,爆炸物体间的相互作用力远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的动量守恒.
2.动能增加:在爆炸过程中,由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能,因此爆炸后系统的总动能增加.
3.位置不变:爆炸的时间极短,因而作用过程中,物体产生的位移很小,一般可忽略不计,可以认为爆炸后,物体仍然从爆炸的位置以新的动量开始运动.
【例1】 从某高度自由下落一个质量为M的物体,当物体下落h时,突然炸裂成两块,已知质量为m的一块碎片恰能沿竖直方向回到开始下落的位置,求:
(1)刚炸裂时另一块碎片的速度;
(2)爆炸过程中有多少化学能转化为弹片的动能?
答案 (1),方向竖直向下
(2)(m-M)v2+
解析 (1)M下落h后:Mgh=Mv2,v2=
爆炸时动量守恒:
Mv=-mv+(M-m)v′
v′=