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2020_2021学年新教材高中物理第1章动量及其守恒定律章末综合提升鲁科版选择性必修第一册
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  • 资源类别
    资源子类章节测试
  • 教材版本鲁科版(新教材)
    所属学科高中物理
  • 适用年级高二年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1858 K
    上传用户goldfisher
  • 更新时间2020/11/26 17:23:44
    下载统计今日0 总计2
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资源简介

1章 动量及其守恒定律

[巩固层·知识整合]

[提升层·能力强化]

碰撞与爆炸问题

爆炸与碰撞的比较

比较项目

爆炸

碰撞

相同点

过程

特点

都是物体间的相互作用突然发生,相互作用的力为变力,作用时间很短,平均作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒

过程

模型

由于碰撞、爆炸过程相互作用的时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,因此可以把作用过程看作一个理想化过程来处理,即作用后物体仍从作用前瞬间的位置以新的动量开始

能量

情况

都满足能量守恒,总能量保持不变

不同点

动能

情况

有其他形式的能转化为动能,动能会增加

弹性碰撞时动能不变,非弹性碰撞时动能有损失,动能转化为内能

         

【例1】 一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空.当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动.爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量.求:

(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;

(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度.

[解析] (1)设烟花弹上升的初速度为v0,由题给条件有

Emv                                                            

设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t,由运动学公式有0v0=-gt                                                                    

联立①②式得t.                                            

(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为h1,由机械能守恒定律有Emgh1                                                                                 

火药爆炸后,烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动,设爆炸后瞬间其速度分别为v1v2.由题给条件和动量守恒定律有

mvmvE                                                      

mv1mv20                                                      

式知,烟花弹两部分的速度方向相反,向上运动部分做竖直上抛运动.设爆炸后烟花弹向上运动部分继续上升的高度为h2,由机械能守恒定律有

mvmgh2                                                                                                   

联立④⑤⑥⑦式得,烟花弹向上运动部分距地面的最大高度为hh1h2.                                                                         

[答案] (1) (2)

[一语通关] 

爆炸过程和碰撞过程都可认为是系统动量守恒,但是爆炸过程动能增加,碰撞过程动能不增加,只有理想化的弹性碰撞认为动能不变,而一般情况下系统动能都是减少的.

 

多体问题及临界问题

1.多体问题

对于两个以上的物体组成的系统,由于物体较多,相互作用的情况也不尽相同,作用过程较为复杂,虽然仍可对初、末状态建立动量守恒的关系式,但因未知条件过多而无法求解,这时往往要根据作用过程中的不同阶段,建立多个动量守恒的方程,或将系统内的物体按相互作用的关系分成几个小系统,分别建立动量守恒的方程.

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