2021-2022高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-5課件：第一章 碰撞與動(dòng)量守恒 章末整合提升

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1、章 末 整 合 提 升 一、動(dòng)量定理及應(yīng)用1內(nèi)容：物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的改變量2公式：Ftm vtm v0，它為矢量式，在一維情況時(shí)可變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算3研究對象是質(zhì)點(diǎn)：它說明的是外力對時(shí)間的積累效果應(yīng)用動(dòng)量定理分析或解題時(shí)，只考慮物體的初、末狀態(tài)的動(dòng)量，而不必考慮中間的運(yùn)動(dòng)過程4解題思路：(1)確定研究對象，進(jìn)行受力分析；(2)確定初、末狀態(tài)的動(dòng)量(要先規(guī)定正方向，以便確定動(dòng)量的正、負(fù)，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)；(3)利用Ftm v tm v0列方程求解 【例1】質(zhì)量為0.2 kg的小球豎直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的速度反向彈回，

2、取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞前、后的動(dòng)量變化為_ kgm/s.若小球與地面的作用時(shí)間為0.2 s，則小球受到地面的平均作用力大小為_N(取g10 m/s2)答案212 二、多過程問題中的動(dòng)量守恒1正確選擇系統(tǒng)(由哪幾個(gè)物體組成)和過程，分析系統(tǒng)所受的外力，看是否滿足動(dòng)量守恒的條件2準(zhǔn)確選擇初、末狀態(tài)，選定正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程 【例2】如圖1所示，光滑水平軌道上放置長木板A(上表面粗糙)和滑塊C，滑塊B置于A的左端，三者質(zhì)量分別為m A2 kg、m B1 kg、m C2 kg.開始時(shí)C靜止，A、B一起以v05 m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，A與C發(fā)生碰撞(時(shí)間極短)后C向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)

3、過一段時(shí)間，A、B再次達(dá)到共同速度一起向右運(yùn)動(dòng)，且恰好不再與C碰撞求A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小圖1 答案2 m/s 解析長木板A與滑塊C處于光滑水平軌道上，兩者碰撞時(shí)間極短，碰撞過程中滑塊B與長木板A間的摩擦力可以忽略不計(jì)，長木板A與滑塊C組成的系統(tǒng)，在碰撞過程中動(dòng)量守恒，則m Av0m AvAm CvC兩者碰撞后，長木板A與滑塊B組成的系統(tǒng)，在兩者達(dá)到同速之前系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，m AvAm Bv0(m Am B)v長木板A和滑塊B達(dá)到共同速度后，恰好不再與滑塊C碰撞，則最后三者速度相等，v Cv聯(lián)立以上各式，代入數(shù)值解得：vA2 m/s 【例3】兩塊厚度相同的木塊A和B

4、，緊靠著放在光滑的水平面上，其質(zhì)量分別為m A0.5 kg，m B0.3 kg，它們的下底面光滑，上表面粗糙；另有一質(zhì)量m C0.1 kg的滑塊C(可視為質(zhì)點(diǎn))，以vC25 m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如圖2所示，由于摩擦，滑塊最后停在木塊B上，B和C的共同速度為3 m/s，求：圖2 (1)當(dāng)C在A的上表面滑動(dòng)時(shí)，C和A組成的系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒？C、A、B三個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒？(2)當(dāng)C在B的上表面滑動(dòng)時(shí)，C和B組成的系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒？C剛滑上B時(shí)的速度vC是多大？答案(1)不守恒守恒(2)守恒4.2 m/s解析(1)當(dāng)C在A的上表面滑動(dòng)時(shí)，由于B對A有作用力，C和A組成的系

5、統(tǒng)動(dòng)量不守恒對于C、A、B三個(gè)物體組成的系統(tǒng)，所受外力的合力為零，動(dòng)量守恒 (2)當(dāng)C在B的上表面滑動(dòng)時(shí)，C和B發(fā)生相互作用，系統(tǒng)不受外力作用，動(dòng)量守恒由動(dòng)量守恒定律得：m CvCm BvA(m Bm C)vBCA、B、C三個(gè)物體組成的系統(tǒng)，動(dòng)量始終守恒，從C滑上A的上表面到C滑離A，由動(dòng)量守恒定律得：m CvCm CvC(m Am B)vA由以上兩式聯(lián)立解得v C4.2 m/s，vA2.6 m/s. 三、動(dòng)量和能量綜合問題分析1動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律是矢量表達(dá)式，還可寫出分量表達(dá)式；而動(dòng)能定理和能量守恒定律是標(biāo)量表達(dá)式，絕無分量表達(dá)式2動(dòng)量守恒及機(jī)械能守恒都有條件注意某些過程動(dòng)量守恒，但機(jī)械能不守恒；某些過程機(jī)械能守恒，但動(dòng)量不守恒；某些過程動(dòng)量和機(jī)械能都守恒但任何過程，能量都守恒3當(dāng)兩物體相互作用后具有相同速度的過程損失的機(jī)械能最多 【例4】如圖3所示，兩質(zhì)量分別為m 1和m 2的彈性小球A、B疊放在一起，從高度為h處自由落下，且h遠(yuǎn)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m 23m 1，則小球A反彈后能達(dá)到的高度為 ()圖3Ah B2hC3h D4h 答案D