当前位置首页 > 初中物理 > 综合其它

高考数学微元法在动量定律解题中的应用.doc

更新时间:2023-11-06 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

中考化学微元法在动量定律解题中的应用热学是小学数学的基础。解决热学问题有三把锁匙:动力学观点、能量观点和动量观点,通常优先考虑用能量或动量观点,由于其求解过程常常比用动力学观点更简捷。动能定律和机械能守恒定理是中学化学能量观点的两大支柱。动量定律和动量守恒定理是小学数学动量观点的两大支柱。功是能量转化的量度,冲量是动量变化的量度。功着眼于力对空间的积累疗效,而冲量则着眼于力对时间的积累疗效。牛顿在《自然哲学的物理原理》一书中已明晰提出动量的定义:“运动量是用它的速率和质量一上去量度的”,并把动量的变化率称之为力,又用动量来叙述运动第二定理。为此,动量定律与牛顿第二定理在本质上是一致的,但后者的适用范围更广。而且,对动量守恒条件不满足的问题,动量守恒定理不能解决,但还可以用动量定律来求解。在小学阶段,对于连续体斥力或变力作用问题,通常要用动量定律来求解。微元法是剖析、解决数学问题的常用方式,也是从部份到整体的思维方式。该方式才能让一些复杂的数学问题可以用我们熟悉的数学规律迅速加以解决,使问题简单化。在用动量定律解决连续体斥力或变力作用问题中,微元法起着桥梁、纽带的作用。微元法在物理解题中的应用,包括两个方面:一是对研究对象进行微元选择;二是对化学过程进行微元求和1、求解连续体持续斥力问题所谓连续体,一般指液体、气体或轻绳、链条等,它在空间是连续而无缝隙地分布的,通常不能当成质点来进行研究。2r6物理好资源网(原物理ok网)

对于连续体形成的持续斥力问题,如用牛顿运动定理求解通常很麻烦动量定理在流体中的应用,甚至无法求解,但采用"微元法"处理,问题则迎刃而解。对连续体持续斥力问题,一般运用动量定律取微元作为研究对象求解。所示,水力掘进时,用水枪在高压下喷吐强力的火柱冲击矿体。设火柱半径为d=30cm,水速v=50m/s,假定火柱射在矿体的表面上,冲击矿体后水的速率变为零,求火柱对矿体的平均冲击力。(水的密度ρ=1.010内的水为研究对象,注意到水冲击到矿体上时速率变为零,再依动量定律列式求解即可。设任意极短时间,如图1所示,则的方向为正方向,按照动量定律(忽视水的重力),有1077【总结升华】对于流体运动问题,如水流、气流等,在运用动量定律求解时动量定理在流体中的应用,常用微元法隔离出一定形状的部分流体作为研究对象,之后对其列式求解。例2.(2016全省新课标I卷文综)某游乐园入口旁有一喷泉,喷吐的火柱将一质量为M的q版玩具稳定地悬停在空中。为估算便捷起见,假定火柱从横截面积为S的喷管持续以速率v竖直向下喷吐;玩具顶部为平板(面积略小于S);火柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速率变为零,在水平方向朝四周均匀飘动。忽视空气阻力。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g。2r6物理好资源网(原物理ok网)

动量定理在流体中的应用_流体动量问题_应用动量定理求解流体问题2r6物理好资源网(原物理ok网)

求:(1)喷泉单位时间内喷吐的水的质量;(2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷管的高度。【解析】(1)设任意极短时间(2)设玩具悬停时其底面相对于喷管的高度为h,水从喷管喷吐后抵达玩具底面时的速率为v,对于时间内喷吐的水,由竖直上抛运动规律得gh因为玩具在空中悬停,由二力平衡条件得Mg【总结升华】本题考查了动量定律的应用,难点是求水对玩具的力道。而求这个力道的关键是用微元法选择单位时间内的水为研究对象。2、求解变力作用问题变力作用过程是中学阶段运用牛顿运动定理和运动学公式无法求解的问题。另外,变力的功、变力的冲量也不能用定义式直接写出。对于变力作用问题,化“变”为“恒”是解决这种问题的通常思路,可以借助微元法来搭建桥梁。在使用微元法处理变力作用过程时,需将其分解为诸多微小的“元过程”,且每位“元过程”所遵守的规律是相同的,这么,只需剖析这种“元过程”,再将“元过程”进行必要的物理累计求和,因而使问题求解。其实,动量定律能够与平均力相结合,处理一些疑难变力问题,也会取得挺好的疗效所示,水平地面上固定着光滑平行滑轨,滑轨与内阻,不计滑轨及杆的内阻,则下述关于杆的速率与其运动位移之间的关系图象正确的是(【解析】导体棒形成的感应电动势为BLv安培力F是变力,对任意极短时间t“元过程”,是线性关系,选项C正确,ABD错误。2r6物理好资源网(原物理ok网)

动量定理在流体中的应用_流体动量问题_应用动量定理求解流体问题2r6物理好资源网(原物理ok网)

【总结升华】本题的关键是推导入安培力的表达式并用动量定律进行剖析,要明晰导体棒做加速度不断减少的减速运动。难点在于要结合微元法对变力作用过程进行微元处理、累加求和。所示,M、N、P、Q四条光滑的金属滑轨平行放置,滑轨宽度分别为2LL,两组滑轨间由导线相连,装置放在水平面内,滑轨间存在竖直向上的磁感应硬度为的匀强磁场,两根质量均为m、接入电路的阻值均为的导体棒C、D垂直于滑轨放置,开始导体棒均处于静止状态,不计导体棒外其余部份的内阻。现给导体棒一个初速率,求:(1)开始时,导体棒D的加速度多大?(2)若达到稳定运动时,导体棒C未到两组滑轨联接处,导体棒D的稳定速率多大?(3)若稳定运动后导体棒C抵达两组滑轨联接处即静止,随后导体棒D能运动多远?【解析】(1)开始时,导体棒C形成的感应电动势为导体棒D所受安培力为BIL导体棒D的加速度为a,依牛顿第二定理得ma联立解得mR(2)稳定运动时,电路中电流为零,设此时C、D棒的速率分别为v1、v2,棒静止后,D棒在任意时刻的速率为v,感应电动势为BLv,安培力为BIL【总结升华】本题的第(2)、(3)两问涉及到变力作用过程,可以选择“元过程”,依动量定律列式,再对全过程累加求和即可。2r6物理好资源网(原物理ok网)

另外,本题的第(2)问不能用动量守恒定理求解,由于C、D棒组成的系统所受的合外力不为零。运用动量守恒定理之前,要判定题目所给的过程是否满足守恒的条件。动量守恒的条件是:系统所受的合外力为零,或则是在某一方向上所受的合外力为零,则系统在该方向上动量的份量守恒。但对于动量守恒条件不满足的问题,还可以运用动量定律来求解。参考文献[1]张前顺,于承霖.探讨动能定律、动量定律及其解题优越性[J].科教导刊,2012,23:24+37.[2].自然哲学的物理原理[M].赵振江译.上海:商务印书馆,2006:1-7.[3]鲁世明.微元法在中学物理解题中的应用阐述[J].化学班主任,2017,38(11):76-79.[4]井淼.物理方法在数学大赛中的灵活运用[J].化学教学阐述,2009,27(6):52-56.[5]高成军.动量定律结合平均力思想处理变力问题[J].化学班主任,2010,31(2):58-59.2r6物理好资源网(原物理ok网)

发表评论

统计代码放这里