高中物理 1.3 動量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用 第2課時課件 粵教版選修3-5.ppt

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,,,動量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用第2課時,高中物理·選修3-5·粵教版,[目標(biāo)定位] 1.進(jìn)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、同時性和普適性.2.進(jìn)一 步熟練掌握應(yīng)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．,相互作用,系統(tǒng)不受外力,系統(tǒng)所受外力為零,外力,內(nèi)力,(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． 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(yīng)用時應(yīng)注意其：____性、______性、______性、______性、____性．,某一方向,這一方向,系統(tǒng),矢量,相對,同時,普適,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(nèi)力遠(yuǎn)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(jìn)行受力分析，分清內(nèi)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】(雙選)質(zhì)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(zhì)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 ( ) A．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＋m0v3 B．m0的速度不變，M和m的速度變?yōu)関1和v2，且滿足Mv ＝Mv1＋mv2 C．m0的速度不變，M和m的速度都變?yōu)関′，且滿足 Mv＝(M＋m)v′,圖1,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(nèi)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(rèn)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(dāng)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(yīng)過程的初、末狀態(tài)，確定初、末狀態(tài)的動量． 3．選取恰當(dāng)?shù)膭恿渴睾愕谋磉_(dá)式列方程．,三、多物體、多過程動量守恒定律的應(yīng)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(fù)雜，這時往往要根據(jù)作用過程中的不同階段，將系統(tǒng)內(nèi)的物體按作用的關(guān)系分成幾個小系統(tǒng)，對不同階段、不同的小系統(tǒng)準(zhǔn)確選取初、末狀態(tài)，分別列動量守恒定律方程求解．,【例2】 (2014·江西高二聯(lián)考)如圖2 所示，A、B兩個木塊質(zhì)量分別為 2 kg與0.9 kg，A、B與水平地面間 接觸光滑，上表面粗糙，A、B靜 止．質(zhì)量為0.1 kg的鐵塊以10 m/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0.5 m/s，求： (1)A的最終速度； (2)鐵塊剛滑上B時的速度．,圖2,答案 (1)0.25 m/s (2)2.75 m/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＝0.25 m/s (2)設(shè)鐵塊剛滑上B時的速度為u，此時A、B的速度均為vA＝0.25 m/s. 由系統(tǒng)動量守恒得：mv＝mu＋(MA＋MB)vA 可求得：u＝2.75 m/s.,借題發(fā)揮 處理多物體、多過程動量守恒應(yīng)注意的問題 1．注意正方向的選?。?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(yīng)明確哪個過程中動量守恒．,針對訓(xùn)練 (單選)兩輛質(zhì)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(dāng)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3 A．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 答案 B,四、動量守恒定律應(yīng)用中的臨界問題分析 在動量守恒定律的應(yīng)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(guān)鍵是尋找臨界狀態(tài)，臨界狀態(tài)的出現(xiàn)是有條件的，這個條件就是臨界條件．臨界條件往往表現(xiàn)為某個(或某些)物理量的特定取值．在與動量相關(guān)的臨 界問題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對速度關(guān)系與相對位移關(guān)系，這些特定關(guān)系的判斷是求解這類問題的關(guān)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(zhì)量共為M＝30 kg， 乙和他的冰車總質(zhì)量也是30 kg.游戲 時，甲推著一個質(zhì)量為m＝15 kg的 箱子和他一起以v0＝2 m/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?圖4,(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(shè)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(yīng)滿足什么條件？箱子被推出的速度至少多大？,