《高中物理 第一章 碰撞与动量守恒章末整合课件 粤教版选修3-5.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第一章 碰撞与动量守恒章末整合课件 粤教版选修3-5.ppt（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、章末整合章末整合高中物理高中物理选修选修3-5粤教版粤教版一、动量定理及应用一、动量定理及应用1内容内容：物体所受合外力的冲量等于物体：物体所受合外力的冲量等于物体动量的改量的改变量量2公式公式：Ftmv2mv1，它，它为一矢量式，在一一矢量式，在一维情况情况时可可变为代数式运算代数式运算3研究对象是质点研究对象是质点：它：它说明的是外力明的是外力对时间的的积累效累效应应用用动量定理分析或解量定理分析或解题时，只考，只考虑物体的初、末状物体的初、末状态的的动量，而不必考量，而不必考虑中中间的运的运动过程程4解题思路解题思路：(1)确定研究确定研究对象，象，进行受力分析；行受力分析；(2)确定初
2、、确定初、末状末状态的的动量量mv1和和mv2(要先要先规定正方向，以便确定定正方向，以便确定动量量的正、的正、负，还要把要把v1和和v2换成相成相对于同一于同一惯性参考系的速性参考系的速度度)；(3)利用利用Ftmv2mv1列方程求解列方程求解【例例1】质量量为0.2 kg的小球的小球竖直向下以直向下以6 m/s的速度落至水的速度落至水平地面，再以平地面，再以4 m/s的速度反向的速度反向弹回，取回，取竖直向上直向上为正方向，正方向，则小球与地面碰撞前、后的小球与地面碰撞前、后的动量量变化化为_ kgm/s.若小球与地面的作用若小球与地面的作用时间为0.2 s，则小球受到地面的平均小球受到地
3、面的平均作用力大小作用力大小为_N(取取g10 m/s2)答案答案212二、多过程问题中的动量守恒二、多过程问题中的动量守恒1合理选择系统合理选择系统(由哪些物体组成由哪些物体组成)和过程，分析系统所受的和过程，分析系统所受的外力，看是否满足动量守恒的条件分析物体所经历的过外力，看是否满足动量守恒的条件分析物体所经历的过程时，注意是否每个过程都满足动量守恒程时，注意是否每个过程都满足动量守恒2合理选择初、末状态，选定正方向，根据动量守恒定律列合理选择初、末状态，选定正方向，根据动量守恒定律列方程方程【例例2】(2013山东高考山东高考)如如图1所示，所示，光滑水平光滑水平轨道上放置道上放置长木
4、板木板A(上表上表面粗糙面粗糙)和滑和滑块C，滑，滑块B置于置于A的的左端，三者左端，三者质量分量分别为mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.开开始始时C静止，静止，A、B一起以一起以v05 m/s的速度匀速向右运的速度匀速向右运动，A与与C发生碰撞生碰撞(时间极短极短)后后C向右运向右运动，经过一段一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与，且恰好不再与C碰撞碰撞求求A与与C发生碰撞后瞬生碰撞后瞬间A的速度大小的速度大小图图1答案答案2 m/s解析解析长木板长木板A与滑块与滑块C处于光滑水平轨道上，两者碰撞时间极处于光滑水平轨道上，两者碰撞时间极
5、短，碰撞过程中滑块短，碰撞过程中滑块B与长木板与长木板A间的摩擦力可以忽略不计，长间的摩擦力可以忽略不计，长木板木板A与滑块与滑块C组成的系统，在碰撞过程中动量守恒，则组成的系统，在碰撞过程中动量守恒，则mAv0mAvAmCvC两者碰撞后，长木板两者碰撞后，长木板A与滑块与滑块B组成的系统，在两者达到同速之组成的系统，在两者达到同速之前系统所受合外力为零，系统动量守恒，前系统所受合外力为零，系统动量守恒，mAvAmBv0(mAmB)v长木板长木板A和滑块和滑块B达到共同速度后，恰好不再与滑块达到共同速度后，恰好不再与滑块C碰撞，则最碰撞，则最后三者速度相等，后三者速度相等，vCv联立以上各式，
6、代入数值解得：联立以上各式，代入数值解得：vA2 m/s【例例3】两两块厚度相同的木厚度相同的木块A和和B，紧靠着放在光滑的水靠着放在光滑的水平面上，其平面上，其质量分量分别为mA0.5 kg，mB0.3 kg，它，它们的下底面光滑，上表面粗糙；另的下底面光滑，上表面粗糙；另有一有一质量量mC0.1 kg的滑的滑块C(可可视为质点点)，以，以vC25 m/s的速度恰好水平地滑到的速度恰好水平地滑到A的上表面，如的上表面，如图2所示，由于摩擦，所示，由于摩擦，滑滑块最后停在木最后停在木块B上，上，B和和C的共同速度的共同速度为3.0 m/s，求：，求：(1)当当C在在A上表面滑上表面滑动时，C和
7、和A组成的系成的系统动量是否守恒量是否守恒？C、A、B三个物体三个物体组成的系成的系统动量是否守恒？量是否守恒？ 图图2(2)当当C在在B上表面滑上表面滑动时，C和和B组成的系成的系统动量是否守恒？量是否守恒？C刚滑上滑上B时的速度的速度vC是多大？是多大？答案答案(1)不守恒守恒不守恒守恒(2)守恒守恒4.2 m/s解析解析(1)当当C在在A上表面滑动时，由于上表面滑动时，由于B对对A有作用力，有作用力，C和和A组成的系统动量不守恒对于组成的系统动量不守恒对于C、A、B三个物体组成的系统，三个物体组成的系统，所受外力的合力为零，动量守恒所受外力的合力为零，动量守恒(2)当当C在在B上表面滑动
8、时，上表面滑动时，C和和B发生相互作用，系统不受外发生相互作用，系统不受外力作用，动量守恒由动量守恒定律得：力作用，动量守恒由动量守恒定律得：mCvCmBvA(mBmC)vBCA、B、C三个物体组成的系统，动量始终守恒，从三个物体组成的系统，动量始终守恒，从C滑上滑上A的的上表面到上表面到C滑离滑离A，由动量守恒定律得：，由动量守恒定律得：mCvCmCvC(mAmB)vA 由以上两式联立解得由以上两式联立解得vC4.2 m/s，vA2.6 m/s.三、动量和能量综合问题分析三、动量和能量综合问题分析1动量定理和动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表动量定理和动量守恒定律是矢量表达式，还可写出
9、分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分量表达式量表达式2动量守恒及机械能守恒都有条件动量守恒及机械能守恒都有条件注意某些过程动量守恒，但机械能不守恒；某些过程机械注意某些过程动量守恒，但机械能不守恒；某些过程机械能守恒，但动量不守恒；某些过程动量和机械能都守恒能守恒，但动量不守恒；某些过程动量和机械能都守恒但机械能不守恒的过程，能量仍守恒但机械能不守恒的过程，能量仍守恒3当两物体相互作用后具有相同速度时，相互作用过程损失当两物体相互作用后具有相同速度时，相互作用过程损失的机械能最多的机械能最多【例例4】(2014新课标全国卷新
10、课标全国卷)如如图3所示，所示，质量分量分别为mA、mB的两个的两个弹性小球性小球A、B静止在空中，静止在空中，B球距地面的高度球距地面的高度h0.8 m，A球在球在B球的正上方，先将球的正上方，先将B球球释放，放，经过一段一段时间后再将后再将A球球释放，当放，当A球下落球下落t0.3 s时，刚好与好与B球在地面上方的球在地面上方的P点点处相相碰，碰撞碰，碰撞时间极短，碰后瞬极短，碰后瞬间A球的速度恰球的速度恰为零，已知零，已知mB3mA，重力加速度大小，重力加速度大小g取取10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞，忽略空气阻力及碰撞中的中的动能能损失求：失求：(1)B球第一次到达地面球第一次到达地
11、面时的速度大小；的速度大小；(2)P点距离地面的高度点距离地面的高度图图3答案答案(1)4 m/s(2)0.75 m将将h0.8 m代入上式，得代入上式，得vB4 m/s (2)设两球相碰前后，设两球相碰前后，A球的速度大小分别为球的速度大小分别为v1和和v1(v10)，B球的速度分别为球的速度分别为v2和和v2，由运动学规律可得，由运动学规律可得v1gt 由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前、后由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前、后的动量守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有的动量守恒，总动能保持不变，规定向下的方向为正，有mAv1mBv2mBv2【例例5】(
12、2014广东卷广东卷)图4的水平的水平轨道中，道中，AC段的中点段的中点B的的正上方有一探正上方有一探测器，器，C处有一有一竖直直挡板，物体板，物体P1沿沿轨道向道向右以速度右以速度v1与静止在与静止在A点的物体点的物体P2碰撞，并接合成复合体碰撞，并接合成复合体P，以此碰撞，以此碰撞时刻刻为计时零点，探零点，探测器只在器只在t12 s至至t24 s内工作已知内工作已知P1、P2的的质量都量都为m1 kg，P与与AC间的的动摩擦因数摩擦因数为0.1，AB段段长L4 m，g取取10 m/s2，P1、P2和和P均均视为质点，点，P与与挡板的碰撞板的碰撞为弹性碰撞性碰撞图图4(1)若若v16 m/s，求，求P1、P2碰后瞬碰后瞬间的速度大小的速度大小v和碰撞和碰撞损失的失的动能能E；(2)若若P与与挡板碰后，能在探板碰后，能在探测器的工作器的工作时间内通内通过B点，求点，求v1的取的取值范范围和和P向左向左经过A点点时的最大的最大动能能E.答案答案(1)3 m/s9 J(2)10 m/s v1 14 m/s17 J
