人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)動(dòng)量守恒在幾類模型中的應(yīng)用課件

第一章動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒在幾類模型中的應(yīng)用03學(xué)習(xí)目標(biāo)21、會(huì)用動(dòng)量守恒和能量觀點(diǎn)分析計(jì)算子彈打木塊模型。2、會(huì)用動(dòng)量守恒和能量觀點(diǎn)分析計(jì)算滑塊—木板模型。3、會(huì)用動(dòng)量守恒處理爆炸、反沖和人船模型一

子彈打木塊模型

1.模型圖示2.模型特點(diǎn)(1)子彈水平打進(jìn)木塊的過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。(2)系統(tǒng)的機(jī)械能有損失。3.兩種情景(1)子彈嵌入木塊中，兩者速度相等，機(jī)械能損失最多(完全非彈性碰撞)動(dòng)量守恒：mv0＝(m＋M)v(2)子彈穿透木塊動(dòng)量守恒：mv0＝mv1＋Mv2例1如圖所示，在光滑的水平桌面上靜止放置一個(gè)質(zhì)量為980g的長(zhǎng)方形勻質(zhì)木塊，現(xiàn)有一質(zhì)量為20g的子彈以大小為300m/s的水平速度沿木塊的中心軸線射向木塊，最終留在木塊中沒有射出，和木塊一起以共同的速度運(yùn)動(dòng)。已知木塊沿子彈運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度為10cm，子彈打進(jìn)木塊的深度為6cm。設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力保持不變。(1)求子彈和木塊的共同速度以及它們?cè)诖诉^程中所產(chǎn)生的內(nèi)能。答案6m/s

882J設(shè)子彈射入木塊后與木塊的共同速度為v，對(duì)子彈和木塊組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得mv0＝(M＋m)v，代入數(shù)據(jù)解得v＝6m/s此過程系統(tǒng)所產(chǎn)生的內(nèi)能(2)若子彈是以大小為400m/s的水平速度從同一方向水平射向該木塊，則在射中木塊后能否射穿該木塊？答案能假設(shè)子彈以v0′＝400m/s的速度入射時(shí)沒有射穿木塊，則對(duì)以子彈和木塊組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得mv0′＝(M＋m)v′解得v′＝8m/s此過程系統(tǒng)損失的機(jī)械能為由功能關(guān)系有Q＝ΔE＝F阻x相＝F阻dΔE′＝F阻x相′＝F阻d′因?yàn)閐′>10cm，所以能射穿木塊。拓展在例1中，若子彈能射出木塊，則：(1)(多選)當(dāng)子彈射入的速度增大時(shí)，下列說法正確的是A.木塊最終獲得的動(dòng)能變大B.子彈損失的動(dòng)能變大C.子彈穿過木塊的時(shí)間變短D.木塊在被擊穿過程中的位移變小√√子彈的入射速度越大，子彈擊穿木塊所用的時(shí)間越短，木塊相對(duì)地面的位移越小，但子彈相對(duì)木塊的位移不變，C、D正確；木塊動(dòng)能的增加量ΔEk＝Ffx，木塊對(duì)子彈的阻力恒定，由上述分析可知木塊動(dòng)能的增加量變小，即木塊最終獲得的動(dòng)能變小，子彈損失的動(dòng)能也變小，A、B錯(cuò)誤。(2)在木塊固定和不固定的兩種情況下，以下說法正確的是A.若木塊固定，則子彈對(duì)木塊的摩擦力的沖量為零B.若木塊不固定，則子彈減小的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能C.不論木塊是否固定，兩種情況下木塊對(duì)子彈的摩擦力的沖量大小相等D.不論木塊是否固定，兩種情況下子彈與木塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量相等√若木塊固定，子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t不為零，摩擦力Ff不為零，則子彈對(duì)木塊的摩擦力的沖量I＝Fft不為零，A錯(cuò)誤；若木塊不固定，子彈減小的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和，可知子彈減小的動(dòng)能大于木塊增加的動(dòng)能，B錯(cuò)誤；木塊固定時(shí)子彈射出木塊所用時(shí)間較短，木塊不固定時(shí)子彈射出木塊所用時(shí)間較長(zhǎng)，摩擦力大小不變，則木塊不固定時(shí)木塊對(duì)子彈的摩擦力的沖量大小大于木塊固定時(shí)木塊對(duì)子彈的摩擦力的沖量大小，C錯(cuò)誤；不論木塊是否固定，因摩擦產(chǎn)生的熱量等于摩擦力與木塊長(zhǎng)度的乘積，摩擦力與木塊長(zhǎng)度都不變，因此兩種情況下子彈與木塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量相等，D正確。返回返回返回返回二

滑塊——木板模型

1.模型圖示2.模型特點(diǎn)(1)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，但機(jī)械能不守恒，摩擦力與兩者相對(duì)位移的乘積等于系統(tǒng)減少的機(jī)械能。(2)若滑塊未從木板上滑下，當(dāng)兩者速度相同時(shí)，木板速度最大，相對(duì)位移最大。3.求解方法(1)求速度：根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解，研究對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng)；(2)求時(shí)間：根據(jù)動(dòng)量定理求解，研究對(duì)象為一個(gè)物體；(3)求系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能或相對(duì)位移：根據(jù)能量守恒定律Q＝FfΔx或Q＝E初－E末，研究對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng)。二

滑塊——木板模型

例2質(zhì)量m1＝0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長(zhǎng)L＝1.5m，現(xiàn)有一質(zhì)量為m2＝0.2kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v0＝2m/s從左端滑上小車，如圖所示，最后在小車上某處與小車保持相對(duì)靜止，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，g取10m/s2，求：(1)物塊與小車的共同速度大小v；答案0.8m/s設(shè)物塊與小車的共同速度為v，以水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m2v0＝(m1＋m2)v，解得v＝

＝0.8m/s(2)物塊相對(duì)小車滑行的時(shí)間t；答案0.24s對(duì)物塊由動(dòng)量定理有－μm2gt＝m2v－m2v0(3)從開始到共速，小車運(yùn)動(dòng)的位移大小x1；答案0.096m(4)從開始到共速，物塊運(yùn)動(dòng)的位移大小x2；答案0.336m方法一Δx＝x2－x1＝0.24mQ＝μm2g·Δx＝0.24J(5)在此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能；答案0.24Jm2v0′＝(m1＋m2)v′(6)若物塊不滑離小車，物塊的速度不能超過多少。答案5m/s聯(lián)立解得v0′＝5m/s。拓展在例2中，若增大物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)，則因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能將_____(填“增大”“減小”或“不變”)。例3如圖所示，光滑水平面上有一平板車B，其上表面水平，質(zhì)量mB＝1kg，在其左端放置一物塊A，質(zhì)量mA＝0.4kg。開始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，玩具手槍里面有一顆質(zhì)量為m0＝100g的子彈以初速度v0＝100m/s水平射向A，子彈瞬間射入并留在物塊中，最終物塊A及子彈相對(duì)地面以16m/s的速度滑離平板車，已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.8，g取10m/s2。求：(1)子彈射入物塊A的過程中物塊對(duì)子彈的沖量；答案8N·s，方向水平向左子彈射入物塊A的過程，由動(dòng)量守恒定律得m0v0＝(m0＋mA)v1解得子彈與物塊A的共同速度大小為v1＝20m/s對(duì)子彈由動(dòng)量定理得I＝m0v1－m0v0＝－8N·s所以子彈射入物塊A的過程中物塊對(duì)子彈的沖量大小為8N·s，方向水平向左。(3)物塊A在平板車上滑行的時(shí)間t；答案0.5s對(duì)物塊A與子彈由動(dòng)量定理得－μ(m0＋mA)gt＝(m0＋mA)v2－(m0＋mA)v1解得物塊A在平板車上滑行的時(shí)間t＝0.5s(4)求平板車的長(zhǎng)度L。答案8.5m思考子彈打木塊模型、滑塊—木板模型有什么區(qū)別與聯(lián)系？答案這兩個(gè)模型中，子彈打木塊模型是一個(gè)物體從另外一個(gè)物體內(nèi)部穿行，時(shí)間較短，在滑塊—木板模型中，是一個(gè)物體在另外一個(gè)物體表面滑行，時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)過程中都受到阻力作用，運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同。返回三

爆炸、反沖與“人船”模型

考向1

“爆炸”問題爆炸現(xiàn)象的三個(gè)規(guī)律動(dòng)量守恒由于爆炸是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的,爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力,所以在爆炸過程中,系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒動(dòng)能增加在爆炸過程中,由于有其他形式的能量（如化學(xué)能）轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,所以爆炸后系統(tǒng)的總動(dòng)能增加位置不變爆炸的時(shí)間極短,因而作用過程中,物體產(chǎn)生的位移很小,一般可忽略不計(jì),可以認(rèn)為爆炸后仍然從爆炸前的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)

（2）炸藥的化學(xué)能有多少轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？

考向2

反沖模型

D

對(duì)反沖運(yùn)動(dòng)的三點(diǎn)說明作用原理反沖運(yùn)動(dòng)