高中物理 第1章 动量守恒研究章末整合课件 鲁科选修35.ppt

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1、章末整合提升1 网络构建 客观简明了然 2 分类突破 整合释疑点拨一、动量定理及应用1.内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量变化.2.公式:Ftmv2mv1,它为矢量式,在一维情况时选取正方向后可变为代数运算.3.研究对象是质点.应用动量定理分析或解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.4.解题思路:(1)确定研究对象,进行受力分析;(2)确定初末状态的动量mv1和mv2(要先规定正方向,以便确定动量的正负,还要把v1和v2换成相对于同一惯性参考系的速度);(3)利用Ftmv2mv1列方程求解.例1质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4

2、 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为_ kgm/s.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作用力大小为_N(取g10 m/s2).212借题发挥(1)动量、动量的变化量和动量定理都是矢量或矢量式,应用时先规定正方向.二、多过程问题中的动量守恒1.正确选择系统(由哪几个物体组成)和过程,分析系统所受的外力,看是否满足动量守恒的条件.2.准确选择初、末状态,选定正方向,根据动量守恒定律列方程.例2如图1所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.开始时C

3、静止,A、B一起以v05 m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.图1解析长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上,两者碰撞时间极短,碰撞过程中滑块B与长木板A间的摩擦力可以忽略不计,长木板A与滑块C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A与滑块B组成的系统,在两者达到共同速度之前系统所受合外力为零,系统动量守恒,mAvAmBv0(mAmB)v长木板A和滑块B达到共同速度后,恰好不再与滑块C碰撞,则最后三者速度相等,vCv联立以上

4、各式,代入数值解得:vA2 m/s.答案2 m/s例3两块厚度相同的木块A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为mA0.5 kg,mB0.3 kg,它们的下表面光滑,上表面粗糙;另有一质量mC0.1 kg的滑块C(可视为质点),以vC25 m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图2所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为3.0 m/s,求:(1)当C在A上表面滑动时,C和A组成的系统动量是否守恒?C、A、B三个物体组成的系统动量是否守恒?图2解析当C在A上表面滑动时,由于B对A有作用力,C和A组成的系统动量不守恒.对于C、A、B三个物体组成的系统,所受外力的合力为零,动

5、量守恒.答案不守恒守恒(2)当C在B上表面滑动时,C和B组成的系统动量是否守恒?C刚滑上B时的速度vC是多大?解析当C在B上表面滑动时,C和B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:mCvCmBvA(mBmC)vBCA、B、C三个物体组成的系统,动量始终守恒,从C滑上A的上表面到C滑离A,由动量守恒定律得:mCvCmCvC(mAmB)vA由以上两式联立解得vC4.2 m/s,vA2.6 m/s.答案守恒4.2 m/s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,还可写出分量表达式;而动能定理和能量守恒定律是标量表达式,不能写分量表达式.2.动量守恒及机械

6、能守恒都有条件.注意某些过程动量守恒,但机械能不守恒;某些过程机械能守恒,但动量不守恒;某些过程动量和机械能都守恒.但任何过程,能量都守恒.3.两物体相互作用后具有相同速度的过程损失的机械能最多.例4如图3所示,在一光滑的水平面上,有三个质量都是m的物体,其中B、C静止,中间夹着一个质量不计的弹簧,弹簧处于松弛状态,今物体A以水平速度v0撞向B,且立即与其粘在一起运动.求整个运动过程中.(1)弹簧具有的最大弹性势能;解析A、B碰撞过程动量守恒,mv02mv1;图3(2)物体C的最大速度.解析弹簧恢复原长时,C物体的速度达到最大,例5如图4所示,质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面

7、上方,B球距地面的高度h0.8 m,A球在B球的正上方.先将B球释放,经过一段时间后再将A球释放.当A球下落t0.3 s 时,刚好与B球在地面上方的P点处相碰.碰撞时间极短,碰后瞬间A球的速度恰为零.已知mB3mA,重力加速度大小g10 m/s2,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.求:图4(1)B球第一次到达地面时的速度;解析设B球第一次到达地面时的速度大小为vB,由运动学公式有将h0.8 m代入上式,得vB4 m/s答案4 m/s(2)P点距离地面的高度.解析设两球相碰前后,A球的速度大小分别为v1和v1(v10),B球的速度分别为v2和v2.由运动学规律可知v1gt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mAv1mBv2mBv2设B球与地面相碰后的速度大小为vB,由运动学及碰撞的规律可得vBvB设P点距地面的高度为h,由运动学规律可知联立式,并代入已知条件可得h0.75 m.答案0.75 m

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