高中物理 第1章 第4、5節(jié) 反沖運(yùn)動(dòng) 自然界中的守恒定律課件 粵教版選修3-5-預(yù)覽頁
【正文】 例如轉(zhuǎn)動(dòng) 、 平移等等 )， 它所服從的物理規(guī)律不變 ． 如圖所示 ， 坡道頂端距水平面高度為 h， 質(zhì)量為 m1 的小物塊 A從坡道頂端由靜止滑下 ， 進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無機(jī)械能損失 ， 為使 A制動(dòng) ， 將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上 ， 另一端與質(zhì)量為 m2 擋板 B相連 ， 彈簧處于原長時(shí) ， B恰位于滑道的末端 O點(diǎn) ． A與 B碰撞時(shí)間極短 ， 碰后結(jié)合在一起共同壓縮彈簧 ， 已知在 OM段 A、 B 與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 μ， 其余各處的摩擦不計(jì) ， 重力加速度為 g， 求： (1)物塊 A在與擋板 B碰撞前瞬間速度 v的大??； (2)彈簧最大壓縮量為 d時(shí)的彈性勢(shì)能 Ep(設(shè)彈簧處于原長時(shí)彈性勢(shì)能為零 )． 解析： (1)由機(jī)械能守恒定律 ， 有 ① v＝ .② (2)A、 B在碰撞過程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力 ， 由動(dòng)量守恒 ， 有：m1v＝ (m1＋ m2)v′， ③ A、 B克服摩擦力所做的功： W＝ μ(m1＋ m2)gd， ④ 由能量守恒定律 ， 有： ， ⑤ 解得 Ep＝ gh－ μ(m1＋ m2)gd. 答案： (1) (2) gh－ μ(m1＋ m2)gd 課堂訓(xùn)練 3． 一輛小車靜止在光滑水平面上 ， 小車立柱上拴有一根長為 L的輕繩 ， 輕繩末端拴著一個(gè)小球 ， 如圖所示 ， 現(xiàn)將小球拉至水平位置后自靜止釋放 ， 小球擺動(dòng)的過程中不計(jì)一切阻力 ， 則下列說法中正確的是 (D) A． 小球擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒 B． 小球開始擺動(dòng)后 ， 小球和小車組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 、動(dòng)量守恒 C． 小球開始擺動(dòng)后 ， 小球和小車組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒 、動(dòng)量不守恒 D． 小球開始擺動(dòng)后 ， 小球達(dá)最大速度時(shí)小車也同時(shí)達(dá)最大速度 解析： 在小球下擺過程中 ， 因小車運(yùn)動(dòng) ， 輕繩懸點(diǎn)移動(dòng) ，輕繩對(duì)小球做功不為零 ， 故小球的機(jī)械能不守恒 ， 但小球和小車組成的系統(tǒng)機(jī)械能是守恒的；小球在豎直方向上的動(dòng)量是變化的 ， 而小車無豎直動(dòng)量 ， 故系統(tǒng)在豎直方向上動(dòng)量不守恒 ， 但水平方向因無外力作用 ， 水平方向上系統(tǒng)動(dòng)量是守恒的 ， 故 A、 B、 C均錯(cuò)誤；小球在最低點(diǎn)時(shí)速度最大 ， 由水平方向動(dòng)量守恒可知 ， 小車此時(shí)速度也為最大 ， 故 D正確 ．
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