10.波动模型:特点:传播的是振动形式和能量,介质中各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。

①各质点都作受迫振动, ②起振方向与振源的起振方向相同, ③离源近的点先振动,

④没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间⑤波源振几个周期波就向外传几个波长。波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变, 波速v=s/t=/T=f    

波速与振动速度的区别  波动与振动的区别:波的传播方向质点的振动方向(同侧法)

知波速和波形画经过Δt后的波形(特殊点画法和去整留零法)

动量守恒:

内容:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。 

(研究对象:相互作用的两个物体或多个物体所组成的系统)

守恒条件:①系统不受外力作用。 (理想化条件)

②系统受外力作用,但合外力为零。

③系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力。

④系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒。

全过程的某一阶段系统受合外力为零,该阶段系统动量守恒,

即:原来连在一起的系统匀速或静止(受合外力为零),分开后整体在某阶段受合外力仍为零,可用动量守恒。

不同的表达式及含义:  (各种表达式的中文含义)

实际中有应用:m1v1+m2v2=; 0=m1v1+m2v2   m1v1+m2v2=(m1+m2)v

注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、相对性

系统性:研究对象是某个系统、研究的是某个过程

矢量性:不在同一直线上时进行矢量运算;在同一直线上时,取正方向,引入正负号转化为代数运算。

同时性:v1、v2是相互作用前同一时刻的速度,v1'、v2'是相互作用后同一时刻的速度。

同系性:各速度必须相对同一参照系

解题步骤:选对象,划过程;受力分析.所选对象和过程符合什么规律?用何种形式列方程(先要规定正方向)求解并讨论结果。

历年高考中涉及动量守量模型题:

一质量为M的长木板静止在光滑水平桌面上.一质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板.滑块刚离开木板时速度为V0/3,若把此木板固定在水平面上,其它条件相同,求滑块离开木板时速度?


1996年全国广东(24题)
1995年全国广东(30题压轴题)
1997年全国广东(25题轴题12分)
1998年全国广东(25题轴题12分)
试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒定律的表达式:系统是两个质点,相互作用力是恒力,不受其他力,沿直线运动要求说明推导过程中每步的根据,以及式中各符号和最后结果中各项的意义。
 

质量为M的小船以速度V0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩ab,分别静止站在船头和船尾. 现小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中. 求小孩b跃出后小船的速度.
1999年全国广东(20题12分)
2000年全国广东(22压轴题)
2001年广东河南(17题12分)



2002年广东(19题)
2003年广东(19、20题)
2004年广东(15、17题)



2005年广东(18题)
2006年广东(16、18题)
2007年广东(17题)
其它的碰撞模型:


 

碰撞模型:特点?和注意点:

①动量守恒;②碰后的动能不可能碰前大;

③对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。

m1v1+m2v2=    (1)   
 (2 ) 
      
记住这个结论给解综合题带来简便。通过讨论两质量便可。

“一动一静”弹性碰撞规律:即m2v2=0 ;=0 代入(1)、(2)式
   动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'  动能守恒:m1v12+m2v22=m1v1' 2+m2v2' 2
   联立可解:v1'=(主动球速度下限)   v2'=(被碰球速度上限)
   讨论(1):
   当m1>m2时,v1'>0,v2'>0  v1′与v1方向一致;  当m1>>m2时,v1'≈v1,v2'≈2v1  (高射炮打蚊子)
   当m1=m2时,v1'=0,v2'=v1  即m1与m2交换速度
   当m1<m2时,v1'<0(反弹),v2'>0  v2′与v1同向;当m1<<m2时,v1'≈-v1,v2'≈0 (乒乓球撞铅球)
   讨论(2): 被碰球2获最大速度、最大动量、最大动能的条件为
A.初速度v1一定,当m1>>m2时,v2'≈2v1
   B.初动量p1一定,由p2'=m2v2'=,可见,当m1<<m2时,p2'≈2m1v1=2p1
C.初动能EK1一定,当m1=m2时,EK2'=EK1
一动静的完全非弹性碰撞。(子弹打击木块模型)是高中物理的重点。
特点:碰后有共同速度,或两者的距离最大(最小)或系统的势能最大等等多种说法.
mv0+0=(m+M)      =(主动球速度上限,被碰球速度下限)
=+E   E==
由上可讨论主动球、被碰球的速度取值范围
<v<    <v<
讨论:①E 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能
E=fd=mg·d== d==
②也可转化为弹性势能;③转化为电势能、电能发热等等;(通过电场力或安培力做功)

子弹打木块模型:物理学中最为典型的碰撞模型 (一定要掌握)
子弹击穿木块时,两者速度不相等;子弹未击穿木块时,两者速度相等.这两种情况的临界情况是:当子弹从木块一端到达另一端,相对木块运动的位移等于木块长度时,两者速度相等.
例题:设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。
解析:子弹和木块最后共同运动,相当于完全非弹性碰撞。
从动量的角度看,子弹射入木块过程中系统动量守恒: 
   
从能量的角度看,该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为f,设子弹、木块的位移大小分别为s1s2,如图所示,显然有s1-s2=d
对子弹用动能定理: …………………………………①
对木块用动能定理:…………………………………………②
①、②相减得: ………………③
③式意义:fžd恰好等于系统动能的损失;根据能量守恒定律,系统动能的损失应该等于系统内能的增加;可见,即两物体由于相对运动而摩擦产生的热(机械能转化为内能),等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积(由于摩擦力是耗散力,摩擦生热跟路径有关,所以这里应该用路程,而不是用位移)。
由上式不难求得平均阻力的大小:
至于木块前进的距离s2,可以由以上②、③相比得出:
从牛顿运动定律和运动学公式出发,也可以得出同样的结论。试试推理。
由于子弹和木块都在恒力作用下做匀变速运动,位移与平均速度成正比:
  
一般情况下,所以s2<<d。这说明在子弹射入木块过程中木块的位移很小,可以忽略不计。这就为分阶段处理问题提供了依据。象这种运动物体与静止物体相互作用,动量守恒,最后共同运动的类型,
全过程动能的损失量可用公式:………………………………④
   当子弹速度很大时,可能射穿木块,这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等,但穿透过程中系统动量仍然守恒,系统动能损失仍然是ΔEK= f žd(这里的d为木块的厚度),但由于末状态子弹和木块速度不相等,所以不能再用④式计算ΔEK的大小。
   做这类题目时一定要画好示意图,把各种数量关系和速度符号标在图上,以免列方程时带错数据。
   以上所列举的人、船模型的前提是系统初动量为零。如果发生相互作用前系统就具有一定的动量,那就不能再用m1v1=m2v2这种形式列方程,而要利用(m1+m2)v0= m1v1+ m2v2列式。
特别要注意各种能量间的相互转化

 0  319556  319564  319570  319574  319580  319582  319586  319592  319594  319600  319606  319610  319612  319616  319622  319624  319630  319634  319636  319640  319642  319646  319648  319650  319651  319652  319654  319655  319656  319658  319660  319664  319666  319670  319672  319676  319682  319684  319690  319694  319696  319700  319706  319712  319714  319720  319724  319726  319732  319736  319742  319750  447090 

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