2.灵活应用动量、能量关系.有的题目可能动量守恒,机械能不守恒,或机械能守恒,动量不守恒,或者动量在整个变化过程中守恒,而机械能在某一个过程中有损失等,过程的选取要灵活,既要熟悉一定的典型题,又不能死套题型、公式.

[例1]如图所示,A和B并排放在光滑的水平面上,A上有一光滑的半径为R的半圆轨道,半圆轨道右侧顶点有一小物体C,C由顶点自由滑下,设A、B、C的质量均为m.求:

(1)A、B分离时B的速度多大?

(2)C由顶点滑下到沿轨道上升至最高点的过程中做的功是多少?

 分析:小物体C自由滑下时,对槽有斜向右下方的作用力,使A、B一起向右做加速运动,当C滑至槽的最低点时,C、A之间的作用力沿竖直方向,这就是A、B分离的临界点,因C将沿槽上滑,C对A有斜向左下方的作用力,使A向右做减速运动,而B以A分离时的速度向右做匀速运动,C沿轨道上升到最大高度时,C与A的相对速度为零,而不是C对地的速度为零,至于C在全过程中所做的功,应等于A、B、C组成的系统动能的增加(实际上是等于C的重力所做的功)。

   解析:对A、B、C组成的系统,它们在水平向上所受外力零,系统在水平方向上动量守恒,则   2mvAB+mvC=0 ………①

   又系统内仅有重力弹力做功,机械能守恒,有mgR=½(2m)vAB2+½mvc2………②

联立①②解得vAB,vC=-2,即分离时B的速度为

   (2)当C上升到最高点时,C与A有共同速度vAB,对A、B、C系统,由动量守恒定律,mvAB+mvC=2mvAC

   解之得vAC=-

   所以W=½mvAB2+½2mvc2=½m()2+½×2m()2mgR.

   点评:本题把动量守恒定律和机械能守恒定律巧妙地结合一起,考查对物理过程分析和描述的能力,关键是能清晰地将整个物理过程划分两个阶段,应用于恒定律来解。

规律方法

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