高中物理碰撞與動量守恒14習題課動量守恒定律的應用課件教科版1

[目標定位]

1.進一步理解動量守恒定律的含義，理解動量守恒定律的系統(tǒng)性、相對性、矢量性和獨立性.2.進一步熟練掌握應用動量守恒定律解決問題的方法和步驟.1．動量守恒定律成立的條件 動量守恒定律的研究對象是

的物體系統(tǒng)，其成立的條件可理解為：

(1)理想條件：

．

(2)實際條件：

．

(3)近似條件：系統(tǒng)所受

比相互作用的

小得多，外力的作用可以被忽略．

(4)推廣條件：系統(tǒng)所受外力之和雖不為零，但在

，系統(tǒng)不受外力或所受的外力之和為零，則系統(tǒng)在

上動量守恒．相互作用系統(tǒng)不受外力系統(tǒng)所受外力為零外力內力某一方向這一方向2．動量守恒定律的五性 動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一．它是一個實驗定律，應用時應注意其：

性、

性、

性、

性、

性．系統(tǒng)矢量相對同時普適預習完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3一、動量守恒條件及守恒對象的選取1．動量守恒定律成立的條件：

(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零；

(2)系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受外力的合力為0；

(3)系統(tǒng)的內力遠大于外力．2．動量守恒定律的研究對象是系統(tǒng)．選擇多個物體組成的系統(tǒng)時，必須合理選擇系統(tǒng)，再對系統(tǒng)進行受力分析，分清內力與外力，然后判斷所選系統(tǒng)是否符合動量守恒的條件．【例1】

(多選)質量為M和m0的滑塊用輕彈簧連接，以恒定速度v沿光滑水平面運動，與位于正對面的質量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞，如圖1所示，碰撞時間極短，在此過程中，下列情況可能發(fā)生的是 (

)圖1A．M、m0、m速度均發(fā)生變化，碰后分別為v1、v2、v3，且滿足(M＋m0)v＝Mv1＋mv2＋m0v3B．m0的速度不變，M和m的速度變?yōu)関1和v2，且滿足Mv＝Mv1＋mv2C．m0的速度不變，M和m的速度都變?yōu)関′，且滿足Mv＝(M＋m)v′D．M、m0、m速度均發(fā)生變化，M和m0的速度都變?yōu)関1，m的速度變?yōu)関2，且滿足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2答案BC解析M和m碰撞時間極短，在極短的時間內彈簧形變極小，可忽略不計，因而m0在水平方向上沒有受到外力作用，動量不變(速度不變)，可以認為碰撞過程中m0沒有參與，只涉及M和m，由于水平面光滑，彈簧形變極小，所以M和m組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，兩者碰撞后可能具有共同速度，也可能分開，所以只有B、C正確．二、單一方向動量守恒問題1．動量守恒定律的適用條件是普遍的，當系統(tǒng)所受的合外力不為零時，系統(tǒng)的總動量不守恒，但是不少情況下，合外力在某個方向上的分量卻為零，那么在該方向上系統(tǒng)的動量分量就是守恒的．2．分析該方向上對應過程的初、末狀態(tài)，確定初、末狀態(tài)的動量．3．選取恰當的動量守恒的表達式列方程．三、多物體、多過程動量守恒定律的應用 對于由多個物體組成的系統(tǒng)，由于物體較多，作用過程較為復雜，這時往往要根據作用過程中的不同階段，將系統(tǒng)內的物體按作用的關系分成幾個小系統(tǒng)，對不同階段、不同的小系統(tǒng)準確選取初、末狀態(tài)，分別列動量守恒定律方程求解．【例2】

如圖2所示，A、B兩個木塊質量分別為2kg與0.9kg，A、B與水平地面間接觸面光滑，上表面粗糙，質量為0.1kg的鐵塊以10m/s的速度從A的左端向右滑動，最后鐵塊與B的共同速度大小為0.5m/s，求：圖2 (1)A的最終速度；

(2)鐵塊剛滑上B時的速度．答案(1)0.25m/s(2)2.75m/s解析(1)選鐵塊和木塊A、B為一系統(tǒng)，由系統(tǒng)總動量守恒得：mv＝(MB＋m)vB＋MAvA可求得：vA＝0.25m/s(2)設鐵塊剛滑上B時的速度為u，此時A、B的速度均為vA＝0.25m/s.由系統(tǒng)動量守恒得：mv＝mu＋(MA＋MB)vA可求得：u＝2.75m/s.借題發(fā)揮處理多物體、多過程動量守恒應注意的問題1．注意正方向的選取．2．研究對象的選取，是取哪幾個物體為系統(tǒng)．3．研究過程的選取，應明確哪個過程中動量守恒．針對訓練兩輛質量相同的小車，置于光滑的水平面上，有一人靜止站在A車上，兩車靜止，如圖3所示．當這個人從A車跳到B車上，接著又從B車跳回A車并與A車保持相對靜止，則A車的速率 (

)圖3A．等于零 B．小于B車的速率C．大于B車的速率 D．等于B車的速率四、動量守恒定律應用中的臨界問題分析 在動量守恒定律的應用中，常常會遇到相互作用的兩物體相距最近、避免相碰和物體開始反向運動等臨界問題．分析臨界問題的關鍵是尋找臨界狀態(tài)，臨界狀態(tài)的出現是有條件的，這個條件就是臨界條件．臨界條件往往表現為某個(或某些)物理量的特定取值．在與動量相關的臨界問題中，臨界條件常常表現為兩物體的相對速度關系與相對位移關系，這些特定關系的判斷是求解這類問題的關鍵．【例3】

如圖4所示，甲、乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲，甲和他的冰車總質量為M＝30kg，乙和他的冰車總質量也是30kg.游戲時，甲推著一個質量為m＝15kg的箱子和他一起以v0＝2m/s的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來，為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處，乙迅速抓?。舨挥嫳婺Σ粒畧D4(1)若甲將箱子以速度v推出，甲的速度變?yōu)槎嗌伲?用字母表示)(2)設乙抓住迎面滑來的速度為v的箱子后反向運動，乙抓住箱子后的速度變?yōu)槎嗌伲?用字母表示)(3)若甲、乙最后不相撞，甲、乙的速度應滿足什么條件？箱子被推出的速度至少多大？(3)甲、乙不相撞的條件是v1≤v2

⑤其中v1＝v2為甲、乙恰好不相撞的條件．聯立②④⑤三式，并代入數據得v≥5.2m/s.1、字體安裝與設置如果您對PPT模板中的字體風格不滿意，可進行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點擊“替換”按鈕右側箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點擊“替換”按鈕，完成。212、替換模板中的圖片模板中的圖片