2023年山东成人高考高起本复习资料-物理机械能复习重点4

　　例4 质量为M的木块放在光滑水平面上，现有一质量为m的子弹以速度v0射入木块中。设子弹在木块中所受阻力不变，大小为f，且子弹未射穿木块。若子弹射入木块的深度为D，则木块向前移动距离是多少?系统损失的机械能是多少?

　　「错解」(1)以木块和子弹组成的系统为研究对象。系统沿水平方向不受外力，所以沿水平方向动量守恒。设子弹和木块共同速度为v.据动量守恒有mv0=(M+m)v

　　解得v=mv0

　　子弹射入木块过程中，摩擦力对子弹做负功

　　(2)系统损失的机械能

　　即为子弹损失的功能

　　「错解原因」错解①中错误原因是对摩擦力对子弹做功的位移确定错误。子弹对地的位移并不是D，而D打入深度是相对位移。而求解功中的位移都要用对地位移。错解②的错误是对这一物理过程中能量的转换不清楚。子弹打入木块过程中，子弹动能减少并不等于系统机械能减少量。因为子弹减少的功能有一部分转移为木块的动能，有一部转化为焦耳热。

　　「分析解答」以子弹、木块组成系统为研究对象。画出运算草图，如图3—7.系统水平方向不受外力，故水平方向动量守恒。据动量守恒定律有

　　mv0=(M+m)v(设v0方向为正)

　　子弹打入木块到与木块有相同速度过程中摩擦力做功：

　　由运动草图可S木=S子-D ③

　　「评析」子弹和木块相互作用过程中，子弹的速度由V0减为V，同时木块的速度由0增加到V.对于这样的一个过程，因为其间的相互作用力为恒力，所以我们可以从牛顿运动定律(即f使子弹和木块产生加速度，使它们速度发生变化)、能量观点、或动量观点三条不同的思路进行研究和分析。类似这样的问题都可以采用同样的思路。一般都要首先画好运动草图。例：如图3-8在光滑水平面上静止的长木板上，有一粗糙的小木块以v0沿木板滑行。情况与题中极其相似，只不过作用位置不同，但相互作用的物理过程完全一样。

　　参考练习：一质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m

　　提示：注意分析物理过程。情景如图3-10.其中隐含条件A刚好没离B板，停在B板的左端，意为此时A，B无相对运动。A，B作用力大小相等，但加速度不同，由于A的加速度大，首先减为零，然后加速达到与B同速。

　　例5 下列说法正确的是( )

　　A.合外力对质点做的功为零，则质点的动能、动量都不变

　　B.合外力对质点施的冲量不为零，则质点动量必将改变，动能也一定变

　　C.某质点受到合力不为零，其动量、动能都改变

　　D.某质点的动量、动能都改变，它所受到的合外力一定不为零。

　　「错解」错解一：因为合外力对质点做功为零，据功能定理有△EA=0，因为动能不变，所以速度V不变，由此可知动量不变。故A正确。

　　错解二：由于合外力对质点施的冲量不为零，则质点动量必将改变，V改变，动能也就改变。故B正确。

　　「错解原因」形成上述错解的主要原因是对速度和动量的矢量性不理解。对矢量的变化也就出现理解的偏差。矢量发生变化时，可以是大小改变，也可能是大小不改变，而方向改变。这时变化量都不为零。而动能则不同，动能是标量，变化就一定是大小改变。所以△Ek=0只能说明大小改变。而动量变化量不为零就有可能是大小改变，也有可能是方向改变。

　　「分析解答」本题正确选项为D.

　　因为合外力做功为零，据动能定理有△Ek=0，动能没有变化，说明速率无变化，但不能确定速度方向是否变化，也就不能推断出动量的变化量是否为零。故A错。合外力对质点施冲量不为零，根据动量定理知动量一定变，这既可以是速度大小改变，也可能是速度方向改变。若是速度方向改变，则动能不变。故B错。同理C选项中合外力不为零，即是动量发生变化，但动能不一定改变，C选项错。D选项中动量、动能改变，根据动量定量，冲量一定不为零，即合外力不为零。故D正确。

　　「评析」对于全盘肯定或否定的判断，只要找出一反例即可判断。要证明它是正确的就要有充分的论据。