2、教師正音并提示文言異讀現(xiàn)象(古音異讀、通假異讀、破讀)
氾(fàn)南 佚(yì) 之狐 夜 縋(zhuì) 闕(jué) 秦 朝(zhāo)濟(jì) 逢(páng)孫
戍(shù)之 失其所與(yǔ)) 夫(fú)人之力
共(供)(gōng)其乏困 不知(智)(zhì)
1、錄音范讀(最好教師范讀),學(xué)生標(biāo)注重點(diǎn)字詞讀音。
2、復(fù)習(xí)《左傳》常識(shí),教師補(bǔ)充。
《左傳》相傳為魯國的史官左丘明所作,是我國第一部詳細(xì)完整的編年體歷史著作,為“十三經(jīng)”之一。因與《公羊傳》《谷梁傳》均為解說《春秋》而作,故并稱“春秋三傳”!蹲髠鳌酚置蹲笫洗呵铩、《春秋左氏傳》。
《左傳》以《春秋》的記事為綱,以時(shí)間先后為序,詳細(xì)地記述了春秋時(shí)期各國內(nèi)政外交等大小事實(shí)!∑鹩隰旊[公元年,終于魯哀公二十七年,記事比《春秋》詳細(xì)而具體,保存了大量古代史料。有關(guān)春秋時(shí)期各諸候國間的政治、軍事,外交以及經(jīng)濟(jì)、文化等方面的重大史實(shí)都有載述,具體面完整地顯示了時(shí)代概貌。
《左傳》善于描寫戰(zhàn)爭(zhēng)和記述行人辭令,敘事委婉詳盡,情節(jié)富于故事性和戲劇性,描寫人物婉而有致,人物形象性格鮮明、栩栩如生,常常是寥寥幾句,就能使讀者如見其人,如聞其聲,顯示了作者高超的藝術(shù)表現(xiàn)能力。
1、由初中學(xué)習(xí)過的《曹劌論戰(zhàn)》導(dǎo)入,學(xué)生回顧,教師補(bǔ)充,并齊誦《曹劌論戰(zhàn)》的精彩語句,如“一鼓作氣,再而衰,三而竭,彼竭我盈,故克之!
3.反沖問題:在某些情況下,原來系統(tǒng)內(nèi)物體具有相同的速度,發(fā)生相互作用后各部分的末速度不再相同而分開。這類問題相互作用過程中系統(tǒng)的動(dòng)能增大,有其它能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化。可以把這類問題統(tǒng)稱為反沖。
例題分析
例1:質(zhì)量為M的楔形物塊上有圓弧軌道,靜止在水平面上。質(zhì)量為m
的小球以速度v1向物塊運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切摩擦,圓弧小于90°且足夠長(zhǎng)。
求小球能上升到的最大高度H 和物塊的最終速度v。
解:系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,全過程機(jī)械能也守恒。
在小球上升過程中,由水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒得:![]()
由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得:
解得![]()
全過程系統(tǒng)水平動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒,得![]()
本題和上面分析的彈性碰撞基本相同,唯一的不同點(diǎn)僅在于重力勢(shì)能代替了彈性勢(shì)能。
例2:動(dòng)量分別為5kgm/s和6kgm/s的小球A、B沿光滑平面上的同一條直線同向運(yùn)動(dòng),A追上B并發(fā)生碰撞后。若已知碰撞后A的動(dòng)量減小了2kgm/s,而方向不變,那么A、B質(zhì)量之比的可能范圍是什么?
解:A能追上B,說明碰前vA>vB,∴
;碰后A的速度不大于B的速度,
;又因?yàn)榕鲎策^程系統(tǒng)動(dòng)能不會(huì)增加,
,由以上不等式組解得:![]()
此類碰撞問題要考慮三個(gè)因素:①碰撞中系統(tǒng)動(dòng)量守恒;②碰撞過程中系統(tǒng)動(dòng)能不增加;③碰前、碰后兩個(gè)物體的位置關(guān)系(不穿越)和速度大小應(yīng)保證其順序合理。
例3:設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊,并留在木塊中不再射出,子彈鉆入木塊深度為d。求木塊對(duì)子彈的平均阻力的大小和該過程中木塊前進(jìn)的距離。
解:子彈和木塊最后共同運(yùn)動(dòng),相當(dāng)于完全非彈性碰撞。從動(dòng)量的角度看,子彈射入木塊過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒:
![]()
從能量的角度看,該過程系統(tǒng)損失的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。設(shè)平均阻力大小為f,設(shè)子彈、木塊的位移大小分別為s1、s2,如圖所示,顯然有s1-s2=d
對(duì)子彈用動(dòng)能定理:
……①
對(duì)木塊用動(dòng)能定理:
……②
①、②相減得:
……③
這個(gè)式子的物理意義是:fd恰好等于系統(tǒng)動(dòng)能的損失;根據(jù)能量守恒定律,系統(tǒng)動(dòng)能的損失應(yīng)該等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加;可見
,即兩物體由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而摩擦產(chǎn)生的熱(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),等于摩擦力大小與兩物體相對(duì)滑動(dòng)的路程的乘積(由于摩擦力是耗散力,摩擦生熱跟路徑有關(guān),所以這里應(yīng)該用路程,而不是用位移)。
由上式不難求得平均阻力的大。![]()
至于木塊前進(jìn)的距離s2,可以由以上②、③相比得出:![]()
從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式出發(fā),也可以得出同樣的結(jié)論。由于子彈和木塊都在恒力作用下做勻變速運(yùn)動(dòng),位移與平均速度成正比:
![]()
一般情況下
,所以s2<<d。這說明,在子彈射入木塊過程中,木塊的位移很小,可以忽略不計(jì)。這就為分階段處理問題提供了依據(jù)。象這種運(yùn)動(dòng)物體與靜止物體相互作用,動(dòng)量守恒,最后共同運(yùn)動(dòng)的類型,全過程動(dòng)能的損失量可用公式:
…④
當(dāng)子彈速度很大時(shí),可能射穿木塊,這時(shí)末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再相等,但穿透過程中系統(tǒng)動(dòng)量仍然守恒,系統(tǒng)動(dòng)能損失仍然是ΔEK= f d(這里的d為木塊的厚度),但由于末狀態(tài)子彈和木塊速度不相等,所以不能再用④式計(jì)算ΔEK的大小。
做這類題目時(shí)一定要畫好示意圖,把各種數(shù)量關(guān)系和速度符號(hào)標(biāo)在圖上,以免列方程時(shí)帶錯(cuò)數(shù)據(jù)。
例4:質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為M,長(zhǎng)為L的靜止小船的右端,小船的左端靠在岸邊。當(dāng)他向左走到船的左端時(shí),船左端離岸多遠(yuǎn)?
解:先畫出示意圖。人、船系統(tǒng)動(dòng)量守恒,總動(dòng)量始終為零,所以人、船動(dòng)量大小始終相等。從圖中可以看出,人、船的位移大小之和等于L。設(shè)人、船位移大小分別為l1、l2,則:mv1=Mv2,兩邊同乘時(shí)間t,ml1=Ml2,而l1+l2=L,∴![]()
應(yīng)該注意到:此結(jié)論與人在船上行走的速度大小無關(guān)。不論是勻速行走還是變速行走,甚至往返行走,只要人最終到達(dá)船的左端,那么結(jié)論都是相同的。
做這類題目,首先要畫好示意圖,要特別注意兩個(gè)物體相對(duì)于地面的移動(dòng)方向和兩個(gè)物體位移大小之間的關(guān)系。
以上所列舉的人、船模型的前提是系統(tǒng)初動(dòng)量為零。如果發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動(dòng)量,那就不能再用m1v1=m2v2這種形式列方程,而要利用(m1+m2)v0= m1v1+ m2v2列式。
例5:總質(zhì)量為M的火箭模型 從飛機(jī)上釋放時(shí)的速度為v0,速度方向水平。火箭向后以相對(duì)于地面的速率u噴出質(zhì)量為m的燃?xì)夂,火箭本身的速度變(yōu)槎啻螅?/p>
解:火箭噴出燃?xì)馇昂笙到y(tǒng)動(dòng)量守恒。噴出燃?xì)夂蠡鸺S噘|(zhì)量變?yōu)?i>M-m,以v0方向?yàn)檎较颍?sub>![]()
2.子彈打木塊類問題:子彈打木塊實(shí)際上是一種完全非彈性碰撞。作為一個(gè)典型,它的特點(diǎn)是:子彈以水平速度射向原來靜止的木塊,并留在木塊中跟木塊共同運(yùn)動(dòng)。下面從動(dòng)量、能量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律等多個(gè)角度來分析這一過程。
目的要求
復(fù)習(xí)掌握動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用
知識(shí)要點(diǎn)
1.碰撞:兩個(gè)物體在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生相互作用,這種情況稱為碰撞。由于作用時(shí)間極短,一般都滿足內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,所以可以認(rèn)為系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。碰撞又分彈性碰撞、非彈性碰撞、完全非彈性碰撞三種。
仔細(xì)分析一下碰撞的全過程:設(shè)光滑水平面上,質(zhì)量為m1的物體A以速度v1向質(zhì)量為m2的靜止物體B運(yùn)動(dòng),B的左端連有輕彈簧。在Ⅰ位置A、B剛好接觸,彈簧開始被壓縮,A開始減速,B開始加速;到Ⅱ位置A、B速度剛好相等(設(shè)為v),彈簧被壓縮到最短;再往后A、B開始遠(yuǎn)離,彈簧開始恢復(fù)原長(zhǎng),到Ⅲ位置彈簧剛好為原長(zhǎng),A、B分開,這時(shí)A、B的速度分別為
。全過程系統(tǒng)動(dòng)量一定是守恒的;而機(jī)械能是否守恒就要看彈簧的彈性如何了。
⑴彈簧是完全彈性的。Ⅰ→Ⅱ系統(tǒng)動(dòng)能減少全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,Ⅱ狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)能最小而彈性勢(shì)能最大;Ⅱ→Ⅲ彈性勢(shì)能減少全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;因此Ⅰ、Ⅲ狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)能相等。這種碰撞叫做彈性碰撞。由動(dòng)量守恒和能量守恒可以證明A、B的最終速度分別為:
。(這個(gè)結(jié)論最好背下來,以后經(jīng)常要用到。)
⑵彈簧不是完全彈性的。Ⅰ→Ⅱ系統(tǒng)動(dòng)能減少,一部分轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,Ⅱ狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)能仍和⑴相同,彈性勢(shì)能仍最大,但比⑴;Ⅱ→Ⅲ彈性勢(shì)能減少,部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;因?yàn)槿^程系統(tǒng)動(dòng)能有損失(一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)。這種碰撞叫非彈性碰撞!
⑶彈簧完全沒有彈性。Ⅰ→Ⅱ系統(tǒng)動(dòng)能減少全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,Ⅱ狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)能仍和⑴相同,但沒有彈性勢(shì)能;由于沒有彈性,A、B不再分開,而是共同運(yùn)動(dòng),不再有Ⅱ→Ⅲ過程。這種碰撞叫完全非彈性碰撞。可以證明,A、B最終的共同速度為
。在完全非彈性碰撞過程中,系統(tǒng)的動(dòng)能損失最大,為:
。
(這個(gè)結(jié)論最好背下來,以后經(jīng)常要用到。)
4.動(dòng)量守恒定律的重要意義
從現(xiàn)代物理學(xué)的理論高度來認(rèn)識(shí),動(dòng)量守恒定律是物理學(xué)中最基本的普適原理之一。(另一個(gè)最基本的普適原理就是能量守恒定律。)從科學(xué)實(shí)踐的角度來看,迄今為止,人們尚未發(fā)現(xiàn)動(dòng)量守恒定律有任何例外。相反,每當(dāng)在實(shí)驗(yàn)中觀察到似乎是違反動(dòng)量守恒定律的現(xiàn)象時(shí),物理學(xué)家們就會(huì)提出新的假設(shè)來補(bǔ)救,最后總是以有新的發(fā)現(xiàn)而勝利告終。例如靜止的原子核發(fā)生β衰變放出電子時(shí),按動(dòng)量守恒,反沖核應(yīng)該沿電子的反方向運(yùn)動(dòng)。但云室照片顯示,兩者徑跡不在一條直線上。為解釋這一反常現(xiàn)象,1930年泡利提出了中微子假說。由于中微子既不帶電又幾乎無質(zhì)量,在實(shí)驗(yàn)中極難測(cè)量,直到1956年人們才首次證明了中微子的存在。(2000年高考綜合題23 ②就是根據(jù)這一歷史事實(shí)設(shè)計(jì)的)。又如人們發(fā)現(xiàn),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)著的帶電粒子在電磁相互作用下動(dòng)量似乎也是不守恒的。這時(shí)物理學(xué)家把動(dòng)量的概念推廣到了電磁場(chǎng),把電磁場(chǎng)的動(dòng)量也考慮進(jìn)去,總動(dòng)量就又守恒了。
例題分析
例1:質(zhì)量為m=0.10kg的小鋼球以Vo=10m/s的水平速度拋出,下落h=5.0m時(shí)撞擊一鋼板,撞后速度恰好反向,則鋼板與水平地面的夾角θ=_______.剛要撞擊時(shí)小球的動(dòng)量的大小為________(g=10m/s2)
解:小鋼球作平拋運(yùn)動(dòng),撞擊鋼板時(shí)的豎直分速度Vy=
=10m/s.而水平方向作的是勻速運(yùn)動(dòng),所以Vx=Vo=10m/s.而tgnθ=Vo/Vy=1,所以θ=450,另外鋼球的末速度為:Vt=
m/s,于是剛要撞擊時(shí)小球的動(dòng)量大小等于:
P=mVt=
kgm/s
例2.質(zhì)量為m的鋼球自高處下落,以速度V1碰地,豎直向上彈回,碰撞時(shí)間極短,離地的速率為V2,在碰撞過程中,地面對(duì)鋼球的沖量的方向和大小為( ) A.向下,m(V1-V2) B.向下,m(V1+V2) C.向上,m(V1-V2) D.向上,m(V1+V2)
分析:將鋼球作研究對(duì)象,鋼球在碰地過程中的受力如圖中的動(dòng)畫所示,圖中mg為鋼球受到的重力、N是受到地面對(duì)它的彈力,由于彈力和重力對(duì)鋼球的沖量使鋼球的動(dòng)量發(fā)生改變.圖中鋼球的碰地速度V1,彈起速度為V2,我們假設(shè)垂直地面向上為正,對(duì)鋼球運(yùn)用動(dòng)理定理得:
Nt-mgt=mV2-(-mV1)=mV2+mV1,
由于碰撞時(shí)間極短,t趨近于零,故mgt也趨于零可忽略不計(jì),于是Nt=m(V2+V1),即彈力的沖量方向向上,大小等于m(V1+V2),故答案選D
例題3: 質(zhì)量為M的小船以速度Vo行駛,船上有兩個(gè)質(zhì)量皆為m的小孩a和b,分別靜止站在船頭和船尾.現(xiàn)小孩a沿水平方向以速率V(相對(duì)于靜水面)向前躍入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率(相對(duì)于靜水面)向后躍入水中,求小孩b躍出后小船的速度。
本題是由三個(gè)物體組成的物體系,和兩個(gè)物體過程的動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用問題,選擇合理的研究對(duì)象和研究過程可使解題方便簡(jiǎn)捷.
解答:選小孩a、b和船為一系統(tǒng),在兩小孩先后跳入水的整個(gè)過程中可忽略水的阻力.系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒.設(shè)小孩b躍出后船向前行駛的速度為Vx,選Vx方向?yàn)檎较蚋鶕?jù)動(dòng)量守恒定律有; (M+2m)Vo=MVx+mV-mV 整理得:Vx=(1+2m/M)Vo
例題4:一列火車在水平直軌道上做勻速運(yùn)動(dòng),總質(zhì)量為M,速度為V,某時(shí)刻火車后部有質(zhì)量為m的一節(jié)車廂脫鉤,司機(jī)并未發(fā)覺,又繼續(xù)行駛了一段距離,這期間車牽引力保持不變,并且火車各部所受的阻力跟運(yùn)動(dòng)速度無關(guān),當(dāng)司機(jī)發(fā)現(xiàn)時(shí),后面脫鉤的車廂的速度已減為V/3,求此時(shí)刻火車車廂前面部分的速度多大?
解答:火車原在鐵軌上勻速運(yùn)動(dòng),故所受合外力等于零,一節(jié)車廂脫鉤后,牽引力和阻力均不變,火車系統(tǒng)合外力等于零,動(dòng)量守恒.當(dāng)脫鉤車廂速度為V/3時(shí),設(shè)前面部分的速度為V',根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:MV=(M-m)V'+mV/3
解得:![]()
3.動(dòng)量守恒定律的表達(dá)形式
除了
,即p1+p2=p1/+p2/外,還有:
Δp1+Δp2=0,Δp1= -Δp2 和![]()
2.動(dòng)量守恒定律成立的條件
⑴系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零;
⑵系統(tǒng)受外力,但外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力,可以忽略不計(jì);
⑶系統(tǒng)在某一個(gè)方向上所受的合外力為零,則該方向上動(dòng)量守恒。
⑷全過程的某一階段系統(tǒng)受的合外力為零,則該階段系統(tǒng)動(dòng)量守恒。
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