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1、选修3-5 第1章 动量守恒定律,2014高考导航,动量、动量守恒定律及其应用,本节目录,基础再现对点自测,要点透析直击高考,考点探究讲练互动,知能演练轻巧夺冠,技法提炼思维升华,知识清单,质量,速度,mv,kgm/s,矢量,速度,内力,外力,不受外力,合外力,初动量,末动量,远大于,守恒,动量,机械能,动量守恒,最大,相等,动量守恒,热身体验,2如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置 于光滑的水平面上槽的左侧有一竖直墙壁 现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正 上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点进入槽内则下列说法正确的是( ) A小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动 B小球在槽内运
2、动的全过程中，只有重力对小球做功 C小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒,3(2011高考福建卷)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反则碰撞后B球的速度大小可能是( ) A0.6v B0.4v C0.3v D0.2v,在求初、末状态系统的总动量pp1p2和pp1p2时，要按矢量运算法则计算如果各物体动量的方向在同一直线上，要选取一正方向，将矢量运算转化为代数运算 (2)相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量，必须相对于同一惯性
3、系，各物体的速度通常均为对地的速度 (3)条件性：动量守恒定律是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件,(4)同时性：动量守恒定律中p1、p2必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1、p2必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量 (5)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统,二、碰撞、爆炸及反冲现象的特点分析 1碰撞现象 (1)动量守恒 (2)机械能不增加 (3)速度要合理 若碰前两物体同向运动，则应有v后v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前
4、v后 碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变,2爆炸现象 (1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒 (2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆炸前后系统的总动能增加 (3)位置不变：爆炸和碰撞的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸或碰撞后仍然从爆炸或碰撞前的位置以新的动量开始运动,3反冲现象 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动 (2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理 (3)反冲运动
5、中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加,即时应用2 (2012合肥一中高三月考)如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,小车上有n个质量为m的小球,现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度v向右水平抛出,第一种方式是将n个小球一起抛出;第二种方式是将小球一个接一个地抛出,比较用这两种方式抛完小球后小车的最终速度( ) A第一种较大 B第二种较大 C两种一样大 D不能确定 解析：选C.不论采取何种方式抛出，最后小球的末动量大小均为nmv，由动量守恒得：nmvMv0，小车最终速度相同，故C正确,三、实验：验证动量守恒定律 1实验目的 (1)验证一维碰撞中的动量守恒 (2)探
6、究一维弹性碰撞的特点 2实验原理 在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速率v、v，找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒,3实验方案 (1)方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验 测质量：用天平测出滑块质量 安装：正确安装好气垫导轨 实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(a.改变滑块的质量b.改变滑块的初速度大小和方向) 验证：一维碰撞中的动量守恒,方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验 测质量：用天平测出两小球的质量m1、m2. 安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来 实验：一个小球静止
7、,拉起另一个小球，放下时它们相碰 测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度 改变条件：改变碰撞条件，重复实验 验证：一维碰撞中的动量守恒,方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球. 按照如图所示安装实验装置,调整固定斜槽使斜槽底端水平.,白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好记下重垂线所指的位置O. 不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置 把被撞小球放在斜槽末端，让入
8、射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N.如图所示,b若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内 c若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力 d若利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即：m1m2，防止碰后m1被反弹 探究结论:寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变.,(3)误差分析 系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即： a碰撞是否为一维碰撞 b实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否
9、水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力等 偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量 减小误差的措施 a设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件 b采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差,【解析】 动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零，本题中子弹、木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上受合外力之和为零，所以动量守恒机械能守恒的条件是系统除重力、弹力做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹穿入木块瞬间有部分机械能转化为内能(发热)，所以系统的机械能不守恒故C选项正确A、B、D错误 【答案】 C,【总结提升】 应用动量守恒定律的解题步骤 (1)确立相互作
10、用的系统为研究对象； (2)分析研究对象所受的外力； (3)判断系统是否符合动量守恒条件； (4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号； (5)根据动量守恒定律列式求解,【解析】 设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得 12mv011mv1mvmin 10m2v0mvmin11mv2 为避免两船相撞应满足 v1v2 联立式得 vmin4v0. 【答案】 4v0,【方法技巧】 处理动量守恒定律中的临界问题要抓住以下两点： (1)寻找临界状态 题设情景中看是否有相互作用的两物体相距最近，避免相碰和物体开始反向
11、运动等临界状态 (2)挖掘临界条件 在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，即速度相等或位移相等正确把握以上两点是求解这类问题的关键,考点4 验证动量守恒定律 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差,(1)下面是实验的主要步骤： 安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平； 向气垫导轨
12、空腔内通入压缩空气； 把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； 使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； 把滑块2放在气垫导轨的中间； 先_，然后_， 让滑块带动纸带一起运动；,取下纸带，重复步骤,选出理想的纸带如图乙所示； 测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤的内容 (2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kgm/s(保留三位有效数字
13、) (3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是 _.,思维建模 子弹打木块模型,【范例】 (15分)一质量为M的木块放在光滑的水平面上，一质量为m的子弹以初速度v0水平飞来打进木块并留在其中，设相互作用力为f.试求从木块开始运动到子弹与木块相对静止的过程中： (1)子弹、木块相对静止时的速度v? (2)子弹、木块发生的位移s1、s2以及子弹打进木块的深度l相分别为多少？ (3)系统损失的机械能、系统增加的内能分别为多少？,错因剖析 批注：木块初速为0，子弹、木块系统动量守恒； 批注：求出两者最终速度相同； 第(1)问用动量守恒定律求解，第(2)问用动能定理求解，第(3)问用能量守恒求解,
14、【建模感悟】 1.子弹打木块问题的两种类型 (1)木块放在光滑的水平面上.子弹射击木块，子弹受到滑动摩擦力作用而做匀减速直线运动，木块在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动.对于子弹和木块组成的系统，在水平方向上动量守恒. (2)木块固定在水平面上不动.子弹射击木块，子弹在滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动，子弹的位移可由动能定理进行计算.,2.解题思路,两种类型中，系统(木块和子弹)中相互作用的两物体间的一对摩擦力做功的总和恒为负值，部分机械能转化为内能即Qfs(f是滑动摩擦力，s是两物体间的相对位移).因此，对于木块放在光滑水平面上的类型，系统动量守恒、能量守恒但机械能不守恒，在计算时要对子弹和木块分别利用动能定理.,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,
