2017-2018學年高中創(chuàng)新設計物理粵教版選修3-5課件：第一章 碰撞與動量守恒 章末整合提升

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1、章末整合提升章末整合提升一、動量定理及應用一、動量定理及應用1內內容：物體所受合外力的沖量等于物體動量的改變量容：物體所受合外力的沖量等于物體動量的改變量2公式：公式：Ftmvtmv0，它為矢量式，在一維情況時可變?yōu)椋鼮槭噶渴?，在一維情況時可變?yōu)榇鷶?shù)運算代數(shù)運算3研究對象是質點：它說明的是外力對時間的積累效果應研究對象是質點：它說明的是外力對時間的積累效果應用動量定理分析或解題時，只考慮物體的初、末狀態(tài)的動用動量定理分析或解題時，只考慮物體的初、末狀態(tài)的動量，而不必考慮中間的運動過程量，而不必考慮中間的運動過程4解題思路：解題思路：(1)確定研究對象，進行受力分析；確定研究對象，進行受力分析

2、；(2)確定初、確定初、末狀態(tài)的動量末狀態(tài)的動量(要先規(guī)定正方向，以便確定動量的正、負，要先規(guī)定正方向，以便確定動量的正、負，還要把初、末狀態(tài)的速度換成相對于同一慣性參考系的速還要把初、末狀態(tài)的速度換成相對于同一慣性參考系的速度度)；(3)利用利用Ftmvtmv0列方程求解列方程求解【例【例1】質質量為量為0.2 kg的小球豎直向下以的小球豎直向下以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的速度反向彈回，取豎直向上為正方的速度反向彈回，取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞前、后的動量變化為向，則小球與地面碰撞前、后的動量變化為_ kgm/s.若小球與地面的作用時間為

3、若小球與地面的作用時間為0.2 s，則小球受到地，則小球受到地面的平均作用力大小為面的平均作用力大小為_N(取取g10 m/s2)答案答案212二、多過程問題中的動量守恒二、多過程問題中的動量守恒1正正確選擇系統(tǒng)確選擇系統(tǒng)(由哪幾個物體組成由哪幾個物體組成)和過程，分析系統(tǒng)所受和過程，分析系統(tǒng)所受的外力，看是否滿足動量守恒的條件的外力，看是否滿足動量守恒的條件2準確選擇初、末狀態(tài)，選定正方向，根據(jù)動量守恒定律準確選擇初、末狀態(tài)，選定正方向，根據(jù)動量守恒定律列方程列方程【例【例2】如如圖圖1所示，光滑水平軌道上放置長木板所示，光滑水平軌道上放置長木板A(上表面粗糙上表面粗糙)和滑塊和滑塊C，滑塊

4、，滑塊B置于置于A的左端，三者質量分別為的左端，三者質量分別為mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.開始時開始時C靜止，靜止，A、B一起以一起以v05 m/s的的速度勻速向右運動，速度勻速向右運動，A與與C發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞(時間極短時間極短)后后C向右運動，向右運動，經過一段時間，經過一段時間，A、B再次達到共同速度一起向右運動，且恰再次達到共同速度一起向右運動，且恰好不再與好不再與C碰撞求碰撞求A與與C發(fā)生碰撞后瞬間發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小的速度大小圖圖1 答案答案2 m/s解析解析長木板長木板A與滑塊與滑塊C處于光滑水平軌道上，兩者碰撞時處于光滑水平軌道上，兩者碰撞時間極短，碰撞過程

5、中滑塊間極短，碰撞過程中滑塊B與長木板與長木板A間的摩擦力可以忽略間的摩擦力可以忽略不計，長木板不計，長木板A與滑塊與滑塊C組成的系統(tǒng)，在碰撞過程中動量守組成的系統(tǒng)，在碰撞過程中動量守恒，則恒，則mAv0mAvAmCvC兩者碰撞后，長木板兩者碰撞后，長木板A與滑塊與滑塊B組成的系統(tǒng)，在兩者達到同組成的系統(tǒng)，在兩者達到同速之前系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，速之前系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，mAvAmBv0(mAmB)v長木板長木板A和滑塊和滑塊B達到共同速度后，恰好不再與滑塊達到共同速度后，恰好不再與滑塊C碰撞，碰撞，則最后三者速度相等，則最后三者速度相等，vCv聯(lián)立以上各式，代入數(shù)值

6、解得：聯(lián)立以上各式，代入數(shù)值解得：vA2 m/s【例【例3】兩兩塊厚度相同的木塊塊厚度相同的木塊A和和B，緊靠著放在光滑的水，緊靠著放在光滑的水平面上，其質量分別為平面上，其質量分別為mA0.5 kg，mB0.3 kg，它們的，它們的下底面光滑，上表面粗糙；另有一質量下底面光滑，上表面粗糙；另有一質量mC0.1 kg的滑塊的滑塊C(可視為質點可視為質點)，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的的上表面，如圖上表面，如圖2所示，由于摩擦，滑塊最后停在木塊所示，由于摩擦，滑塊最后停在木塊B上，上，B和和C的共同速度為的共同速度為3 m/s，求：，求：圖圖2(1)當當C在

7、在A的上表面滑動時，的上表面滑動時，C和和A組成的系統(tǒng)動量是否守恒？組成的系統(tǒng)動量是否守恒？C、A、B三個物體組成的系統(tǒng)動量是否守恒？三個物體組成的系統(tǒng)動量是否守恒？(2)當當C在在B的上表面滑動時，的上表面滑動時，C和和B組成的系統(tǒng)動量是否守恒？組成的系統(tǒng)動量是否守恒？C剛滑上剛滑上B時的速度時的速度vC是多大？是多大？答案答案(1)不不守恒守恒守恒守恒(2)守恒守恒4.2 m/s解析解析(1)當當C在在A的上表面滑動時，由于的上表面滑動時，由于B對對A有作用力，有作用力，C和和A組成的系統(tǒng)動量不守恒對于組成的系統(tǒng)動量不守恒對于C、A、B三個物體組成的三個物體組成的系統(tǒng)，所受外力的合力為零，

8、動量守恒系統(tǒng)，所受外力的合力為零，動量守恒(2)當當C在在B的上表面滑動時，的上表面滑動時，C和和B發(fā)生相互作用，系統(tǒng)不受發(fā)生相互作用，系統(tǒng)不受外力作用，動量守恒由動量守恒定律得：外力作用，動量守恒由動量守恒定律得：mCvCmBvA(mBmC)vBCA、B、C三個物體組成的系統(tǒng)，動量始終守恒，從三個物體組成的系統(tǒng)，動量始終守恒，從C滑上滑上A的上表面到的上表面到C滑離滑離A，由動量守恒定律得：，由動量守恒定律得：mCvCmCvC(mAmB)vA由以上兩式聯(lián)立解得由以上兩式聯(lián)立解得vC4.2 m/s，vA2.6 m/s.三、動量和能量綜合問題分析三、動量和能量綜合問題分析1動動量定理和動量守恒定

9、律是矢量表達式，還可寫出分量量定理和動量守恒定律是矢量表達式，還可寫出分量表達式；而動能定理和能量守恒定律是標量表達式，絕表達式；而動能定理和能量守恒定律是標量表達式，絕無分量表達式無分量表達式2動量守恒及機械能守恒都有條件動量守恒及機械能守恒都有條件注意某些過程動量守恒，但機械能不守恒；某些過程機注意某些過程動量守恒，但機械能不守恒；某些過程機械能守恒，但動量不守恒；某些過程動量和機械能都守械能守恒，但動量不守恒；某些過程動量和機械能都守恒但任何過程，能量都守恒恒但任何過程，能量都守恒3當兩物體相互作用后具有相同速度的過程損失的機械能當兩物體相互作用后具有相同速度的過程損失的機械能最多最多【例【例4】如如圖圖3所示，兩質量分別為所示，兩質量分別為m1和和m2的彈性小球的彈性小球A、B疊疊放在一起，從高度為放在一起，從高度為h處自由落下，且處自由落下，且h遠大于兩小球半徑，遠大于兩小球半徑，所有的碰撞都是完全彈性碰撞，且都發(fā)生在豎直方向已知所有的碰撞都是完全彈性碰撞，且都發(fā)生在豎直方向已知m23m1，則小球，則小球A反彈后能達到的高度為反彈后能達到的高度為 ()圖圖3Ah B2hC3h D4h答案答案D