《高中物理 第1講 碰撞與動量守恒 實驗：驗證動量守恒定律課件 選修35》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第1講 碰撞與動量守恒 實驗：驗證動量守恒定律課件 選修35（49頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第第1講碰撞與動量守恒講碰撞與動量守恒 實驗：驗證動量守恒定律實驗：驗證動量守恒定律動量動量(1)定義定義：物體的質量與速度的乘積：物體的質量與速度的乘積(2)表達式表達式：pmv，單位：，單位：kgm/s.(3)動量的性質動量的性質矢量性：方向與瞬時速度方向相同矢量性：方向與瞬時速度方向相同瞬時性：動量是描述物體運動狀態(tài)的量，是針對某一時瞬時性：動量是描述物體運動狀態(tài)的量，是針對某一時刻而言的刻而言的相對性：大小與參考系的選取有關，通常情況是指相對相對性：大小與參考系的選取有關，通常情況是指相對地面的動量地面的動量動量、動量守恒定律及其應用動量、動量守恒定律及其應用(考綱要求考綱要求)1.(
2、4)動量、動能、動量的變化量的比較動量、動能、動量的變化量的比較名稱名稱項目項目動量動量動能動能動量的變化量動量的變化量定義定義物體的質量和物體的質量和速度的乘積速度的乘積物體由于運動物體由于運動而具有的能量而具有的能量物體的末動量物體的末動量與初動量的矢與初動量的矢量差量差定義式定義式pmvppp矢標性矢標性矢量矢量標量標量矢量矢量特點特點狀態(tài)量狀態(tài)量狀態(tài)量狀態(tài)量過程量過程量關聯(lián)方程關聯(lián)方程pmvmv動量守恒定律動量守恒定律(1)守恒條件守恒條件理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)動量守恒動量守恒近似守恒：系統(tǒng)受到的合力不為零，
3、但當內力遠大于外力近似守恒：系統(tǒng)受到的合力不為零，但當內力遠大于外力時，系統(tǒng)的動量可近似看成守恒時，系統(tǒng)的動量可近似看成守恒分方向守恒：系統(tǒng)在某個方向上所受合力為零時，系統(tǒng)在分方向守恒：系統(tǒng)在某個方向上所受合力為零時，系統(tǒng)在該方向上動量守恒該方向上動量守恒(2)三種常見表達式三種常見表達式pp(系統(tǒng)相互作用前的總動量系統(tǒng)相互作用前的總動量p等于相互作用后的總動等于相互作用后的總動量量p)2.實際應用時的三種常見形式：實際應用時的三種常見形式：am1v1m2v2m1v1m2v2(適用于作用前后都運動的兩適用于作用前后都運動的兩個物體組成的系統(tǒng)個物體組成的系統(tǒng))b0m1v1m2v2(適用于原來靜止
4、的兩個物體組成的系適用于原來靜止的兩個物體組成的系統(tǒng)，比如爆炸、反沖等，兩者速率及位移大小與各自質量統(tǒng)，比如爆炸、反沖等，兩者速率及位移大小與各自質量成反比成反比)cm1v1m2v2(m1m2)v(適用于兩物體作用后結合為一適用于兩物體作用后結合為一體或具有相同速度的情況，完全非彈性碰撞體或具有相同速度的情況，完全非彈性碰撞)p0(系統(tǒng)總動量不變系統(tǒng)總動量不變)p1p2(相互作用的兩物體組成的系統(tǒng)，兩物體動相互作用的兩物體組成的系統(tǒng)，兩物體動量增量大小相等、方向相反量增量大小相等、方向相反)碰撞問題碰撞問題(1)碰撞的種類及特點碰撞的種類及特點彈性碰撞和非彈性碰撞彈性碰撞和非彈性碰撞(考綱要求
5、考綱要求)分類標準分類標準種類種類特點特點能量是能量是否守恒否守恒彈性碰撞彈性碰撞動量守恒，機械能守恒動量守恒，機械能守恒非完全彈性碰撞非完全彈性碰撞動量守恒，機械能有損失動量守恒，機械能有損失完全非彈性碰撞完全非彈性碰撞動量守恒，機械能損失最大動量守恒，機械能損失最大碰撞前后動碰撞前后動量是否共線量是否共線對心碰撞對心碰撞(正碰正碰)碰撞前后速度共線碰撞前后速度共線非對心碰撞非對心碰撞(斜碰斜碰)碰撞前后速度不共線碰撞前后速度不共線微觀粒子微觀粒子的碰撞的碰撞散射散射粒子相互接近時并不發(fā)生直粒子相互接近時并不發(fā)生直接接觸接接觸1.爆炸現(xiàn)象爆炸現(xiàn)象(1)動量守恒：由于爆炸是在極短的時間內完成的
6、，爆炸物體動量守恒：由于爆炸是在極短的時間內完成的，爆炸物體間的相互作用力遠遠大于受到的外力，所以在爆炸過程中，間的相互作用力遠遠大于受到的外力，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的總動量守恒系統(tǒng)的總動量守恒(2)動能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量動能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學如化學能能)轉化為動能，所以爆炸后系統(tǒng)的總動能增加轉化為動能，所以爆炸后系統(tǒng)的總動能增加(3)位置不變：爆炸和碰撞的時間極短，因而作用過程中，物位置不變：爆炸和碰撞的時間極短，因而作用過程中，物體產生的位移很小，一般可忽略不計，可以認為爆炸或碰撞體產生的位移很小，一般可忽略不計，可以認為爆炸或碰撞后仍
7、然從爆炸或碰撞前的位置以新的動量開始運動后仍然從爆炸或碰撞前的位置以新的動量開始運動反沖運動反沖運動(1)反沖運動是相互作用的物體之間的作用力與反作用力產生反沖運動是相互作用的物體之間的作用力與反作用力產生的效果的效果(2)反沖運動的過程中，如果合外力為零或外力的作用遠小于反沖運動的過程中，如果合外力為零或外力的作用遠小于物體間的相互作用力，可利用動量守恒定律來處理物體間的相互作用力，可利用動量守恒定律來處理2.3碰撞現(xiàn)象滿足的規(guī)律碰撞現(xiàn)象滿足的規(guī)律(1)動量守恒定律動量守恒定律(2)機械能不增加機械能不增加(3)速度要合理速度要合理若碰前兩物體同向運動，則應有若碰前兩物體同向運動，則應有v后
8、后v前前，碰后原來在，碰后原來在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體同向運動，則應前的物體速度一定增大，若碰后兩物體同向運動，則應有有v前前v后后.碰前兩物體相向運動，碰后兩物體的運動方向不可能碰前兩物體相向運動，碰后兩物體的運動方向不可能都不改變都不改變.特別提醒特別提醒實驗原理實驗原理在一維碰撞中，測出物體的質量在一維碰撞中，測出物體的質量m和碰撞前后物體的速度和碰撞前后物體的速度v、v，找出碰撞前的動量，找出碰撞前的動量pm1v1m2v2及碰撞后的動量及碰撞后的動量pm1v1m2v2，看碰撞前后動量是否守恒，看碰撞前后動量是否守恒實驗器材實驗器材方案一方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑
9、塊：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個兩個)、重物、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等方案二方案二：帶細線的擺球：帶細線的擺球(兩套兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等標紙、膠布等方案三方案三：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個兩個)、天、天平、撞針、橡皮泥平、撞針、橡皮泥方案四方案四：斜槽、小球：斜槽、小球(兩個兩個)、天平、復寫紙、白紙等、天平、復寫紙、白紙等實驗：驗證動量守恒定律實驗：驗證動量守恒定律1.2實驗步驟實驗步驟方案一方案一：利用氣墊導
10、軌完成一維碰撞實驗利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗(如圖如圖111所示所示)(1)測質量：用天平測出滑塊質量測質量：用天平測出滑塊質量(2)安裝：正確安裝好氣墊導軌安裝：正確安裝好氣墊導軌(3)實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度種情況下碰撞前后的速度(改變滑塊的質量改變滑塊的改變滑塊的質量改變滑塊的初速度大小和方向初速度大小和方向)(4)驗證：一維碰撞中的動量守恒驗證：一維碰撞中的動量守恒圖圖1113方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實驗撞實驗(如圖如圖112
11、所示所示)(1)測質量：用天平測出兩小球的質量測質量：用天平測出兩小球的質量m1、m2.(2)安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來(3)實驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下實驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰時它們相碰(4)測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應小球的速度，測量碰撞后小球擺起出碰撞前對應小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應小球的速度的角度，算出碰撞后對應小球的速度(5)改變條件：改變碰撞條件，重復實驗改變條件：改變碰撞條件，重復實驗(6)驗證：一維碰撞
12、中的動量守恒驗證：一維碰撞中的動量守恒圖圖112方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗(如圖如圖113所示所示)(1)測質量：用天平測出兩小車的質量測質量：用天平測出兩小車的質量(2)安裝：將打點計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿安裝：將打點計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝過打點計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥上撞針和橡皮泥(3)實驗：接通電源，讓小車實驗：接通電源，讓小車A運動，小車運動，小車B靜止，兩車碰撞靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接
13、成一體運動時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運動圖圖113(5)改變條件：改變碰撞條件，重復實驗改變條件：改變碰撞條件，重復實驗(6)驗證：一維碰撞中的動量守恒驗證：一維碰撞中的動量守恒方案四：利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律方案四：利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律(如圖如圖114所示所示)圖圖114(1)用天平測出兩小球的質量，并選定質量大的小球為入射用天平測出兩小球的質量，并選定質量大的小球為入射小球小球(2)按照圖按照圖114所示安裝實驗裝置調整固定斜槽使斜槽所示安裝實驗裝置調整固定斜槽使斜槽底端水平底端水平(3)白紙在下，復寫紙在上且在適當位置鋪放好記下重垂白紙在下，復寫紙
14、在上且在適當位置鋪放好記下重垂線所指的位置線所指的位置O.(4)不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復自由滾下，重復10次用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落次用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點圈在里面圓心點圈在里面圓心P就是小球落點的平均位置就是小球落點的平均位置(5)把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復實驗高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復實驗10次用步驟次用步驟4的方法，標出碰后入射小球落點的平均位置的方法，標出碰后入射小球落點
15、的平均位置M和被撞小球落和被撞小球落點的平均位置點的平均位置N.如圖如圖115所示所示圖圖115(1)前提條件：碰撞的兩物體應保證前提條件：碰撞的兩物體應保證“水平水平”和和“正碰正碰”(2)方案提醒方案提醒若利用氣墊導軌進行實驗，調整氣墊導軌時，應用平儀確保若利用氣墊導軌進行實驗，調整氣墊導軌時，應用平儀確保導軌水平導軌水平若利用擺球進行實驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，若利用擺球進行實驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎直平面內直平面內若利用長木板進行實驗，可在長木板下墊一小
16、木片用以平衡若利用長木板進行實驗，可在長木板下墊一小木片用以平衡摩擦力摩擦力若利用斜槽進行實驗，入射球質量要大于被碰球質量即：若利用斜槽進行實驗，入射球質量要大于被碰球質量即：m1m2，防止碰后，防止碰后m1被反彈被反彈(3)探究結論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變探究結論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變注意事項注意事項圖圖116Aa比比b先到達先到達S，它們在，它們在S點的動量不相等點的動量不相等Ba與與b同時到達同時到達S，它們在，它們在S點的動量不相等點的動量不相等Ca比比b先到達先到達S，它們在，它們在S點的動量相等點的動量相等Db比比a先到達先到達S，它們在，它們
17、在S點的動量相等點的動量相等答案答案A甲、乙兩車相向運動，碰撞后連成一體并沿甲車的原方向甲、乙兩車相向運動，碰撞后連成一體并沿甲車的原方向運動，由此可判斷知運動，由此可判斷知 ()A乙車的質量比甲車的小乙車的質量比甲車的小B乙車的速度比甲車的小乙車的速度比甲車的小C乙車的動量比甲車的小乙車的動量比甲車的小D乙對甲的作用力小于甲對乙的作用力乙對甲的作用力小于甲對乙的作用力解析解析由二者碰撞動量守恒可知，二者的合動量方向向甲由二者碰撞動量守恒可知，二者的合動量方向向甲車的方向，所以車的方向，所以P甲甲P乙乙答案答案C2一炮艇總質量為一炮艇總質量為M，以速度，以速度v0勻速行駛，從艇上以相對海岸勻速
18、行駛，從艇上以相對海岸的水平速度的水平速度v沿前進方向射出一質量為沿前進方向射出一質量為m的炮彈，發(fā)射炮彈的炮彈，發(fā)射炮彈后艇的速度為后艇的速度為v，若不計水的阻力，則下列各關系式中正確，若不計水的阻力，則下列各關系式中正確的是的是 ()AMv0(Mm)vmvBMv0(Mm)vm(vv0)CMv0(Mm)vm(vv)DMv0Mvmv解析解析動量守恒定律中的速度都是相對于同一參考系的，動量守恒定律中的速度都是相對于同一參考系的，題目中所給炮彈的速度題目中所給炮彈的速度v是相對于河岸的，即相對于地面的，是相對于河岸的，即相對于地面的，所以有：所以有：Mv0(Mm)vmv，故選項，故選項A正確，其他
19、選項錯正確，其他選項錯誤誤答案答案A3A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，A球球的動量是的動量是5 kgm/s，B球的動量是球的動量是7 kgm/s.當當A球追上球追上B球時球時發(fā)生碰撞，則碰后發(fā)生碰撞，則碰后A、B兩球的動量可能值分別是兩球的動量可能值分別是 ()A6 kgm/s,6 kgm/s B3 kgm/s,9 kgm/sC2 kgm/s,14 kgm/s D5 kgm/s,15 kgm/s解析解析兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，A球減少的動量等于球減少的動量等于B球增球增加的動量，故加的動量，故B、C正確正確A
20、選項雖然作用前后的動量相等，選項雖然作用前后的動量相等，但但A球的動量不可能沿原方向增加，所以球的動量不可能沿原方向增加，所以A錯錯D選項的動量選項的動量不守恒，所以不守恒，所以D錯錯答案答案BC4在如圖在如圖117所示的裝置中，木塊所示的裝置中，木塊B與與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水沿水平方向射入木塊后留在其中，將彈簧壓縮平方向射入木塊后留在其中，將彈簧壓縮到最短若將子彈、木塊和彈簧合在一起到最短若將子彈、木塊和彈簧合在一起作為系統(tǒng)，則此系統(tǒng)在從子彈開始射入到作為系統(tǒng)，則此系統(tǒng)在從子彈開始射入到彈簧被壓縮至最短的整個過程中彈簧被壓縮至最短的整個過程中 (
21、)圖圖117A動量守恒，機械能守恒動量守恒，機械能守恒B動量不守恒，機械能不守恒動量不守恒，機械能不守恒C動量守恒，機械能不守恒動量守恒，機械能不守恒D動量不守恒，機械能守恒動量不守恒，機械能守恒5解析解析子彈射入木塊是瞬間完成的，這個過程相當于子彈子彈射入木塊是瞬間完成的，這個過程相當于子彈與木塊發(fā)生一次完全非彈性碰撞，動量守恒，機械能不守與木塊發(fā)生一次完全非彈性碰撞，動量守恒，機械能不守恒，一部分動能轉化為內能，之后木塊恒，一部分動能轉化為內能，之后木塊(連同子彈連同子彈)壓縮彈壓縮彈簧，將其動能轉化為彈性勢能，這個過程機械能守恒，但簧，將其動能轉化為彈性勢能，這個過程機械能守恒，但動量不
22、守恒由于左側擋板的支持力的沖量作用，使系統(tǒng)動量不守恒由于左側擋板的支持力的沖量作用，使系統(tǒng)的動量不斷減少，所以整個過程中，動量和機械能均不守的動量不斷減少，所以整個過程中，動量和機械能均不守恒恒答案答案B一小型爆炸裝置在光滑、堅硬的水平鋼板上發(fā)生爆炸，所有一小型爆炸裝置在光滑、堅硬的水平鋼板上發(fā)生爆炸，所有碎片均沿鋼板上方的倒圓錐面碎片均沿鋼板上方的倒圓錐面(圓錐的頂點在爆炸裝置處圓錐的頂點在爆炸裝置處)飛飛開在爆炸過程中，下列關于爆炸裝置的說法中正確的是開在爆炸過程中，下列關于爆炸裝置的說法中正確的是 ()A總動量守恒總動量守恒 B機械能守恒機械能守恒C水平方向動量守恒水平方向動量守恒 D豎
23、直方向動量守恒豎直方向動量守恒解析解析爆炸裝置在光滑、堅硬的水平鋼板上發(fā)生爆炸，與鋼爆炸裝置在光滑、堅硬的水平鋼板上發(fā)生爆炸，與鋼板間產生巨大的相互作用力，這個作用力將遠遠大于它所受板間產生巨大的相互作用力，這個作用力將遠遠大于它所受到的重力，所以爆炸裝置的總動量是不守恒的，但由于鋼板到的重力，所以爆炸裝置的總動量是不守恒的，但由于鋼板對爆炸裝置的作用力是豎直向上的，因此爆炸裝置在豎直方對爆炸裝置的作用力是豎直向上的，因此爆炸裝置在豎直方向動量不守恒，而水平方向是守恒的爆炸時，化學能轉化向動量不守恒，而水平方向是守恒的爆炸時，化學能轉化為機械能，因此，機械能不守恒為機械能，因此，機械能不守恒答
24、案答案C6在做在做“驗證動量守恒定律驗證動量守恒定律”實驗時，入射球實驗時，入射球a的質量為的質量為m1，被碰球被碰球b的質量為的質量為m2，小球的半徑為，小球的半徑為r，各小球的落地點如，各小球的落地點如圖圖圖圖118 所示，下列關于這個實驗的說法正確的是所示，下列關于這個實驗的說法正確的是 ()圖圖1187答案答案D(2012銀川模擬銀川模擬)一顆子彈水平射入置于一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊光滑水平面上的木塊A并留在其中，并留在其中，A、B用一根彈性良好的輕質彈簧連在一起，用一根彈性良好的輕質彈簧連在一起，如圖如圖119所示則在子彈打擊木塊所示則在子彈打擊木塊A及彈簧被壓縮的過程
25、中，對子彈、兩木及彈簧被壓縮的過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)塊和彈簧組成的系統(tǒng) ()考點一動量守恒的判斷考點一動量守恒的判斷【典例【典例1】圖圖119A動量守恒，機械能守恒動量守恒，機械能守恒B動量不守恒，機械能守恒動量不守恒，機械能守恒C動量守恒，機械能不守恒動量守恒，機械能不守恒D無法判定動量、機械能是否守恒無法判定動量、機械能是否守恒解析解析動量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，動量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，本題中子彈、木塊、彈簧組成的系統(tǒng)，水平方向上不受外力，本題中子彈、木塊、彈簧組成的系統(tǒng)，水平方向上不受外力，豎直方向上受合外力之和為零，所以動量守
26、恒機械能守恒豎直方向上受合外力之和為零，所以動量守恒機械能守恒的條件是系統(tǒng)除重力、彈力做功外，其他力對系統(tǒng)不做功，的條件是系統(tǒng)除重力、彈力做功外，其他力對系統(tǒng)不做功，本題中子彈穿入木塊瞬間有部分機械能轉化為內能本題中子彈穿入木塊瞬間有部分機械能轉化為內能(發(fā)熱發(fā)熱)，所以系統(tǒng)的機械能不守恒故所以系統(tǒng)的機械能不守恒故C選項正確選項正確A、B、D錯誤錯誤答案答案C(2012廣東汕尾月考廣東汕尾月考)如圖如圖1110所示，一所示，一內外側均光滑的半圓柱槽置于光滑的水平面內外側均光滑的半圓柱槽置于光滑的水平面上槽的左側有一豎直墻壁現(xiàn)讓一小球上槽的左側有一豎直墻壁現(xiàn)讓一小球(可可認為質點認為質點)自左端
27、槽口自左端槽口A點的正上方從靜止開點的正上方從靜止開始下落，與半圓槽相切并從始下落，與半圓槽相切并從A點進入槽內，點進入槽內，則下列說法正確的是則下列說法正確的是 ()【變式變式1】圖圖1110A小球離開右側槽口以后，將做豎直上拋運動小球離開右側槽口以后，將做豎直上拋運動B小球在槽內運動的全過程中，只有重力對小球做功小球在槽內運動的全過程中，只有重力對小球做功C小球在槽內運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機小球在槽內運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機 械能守恒械能守恒D小球在槽內運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)水小球在槽內運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)水 平方向上的動量不守恒平方向上的
28、動量不守恒解析解析小球從下落到最低點的過程中，槽沒有動，與豎直小球從下落到最低點的過程中，槽沒有動，與豎直墻之間存在擠壓，動量不守恒；小球經過最低點往上運動墻之間存在擠壓，動量不守恒；小球經過最低點往上運動的過程中，斜槽與豎直墻分離，水平方向動量守恒；全過的過程中，斜槽與豎直墻分離，水平方向動量守恒；全過程中有一段時間系統(tǒng)受豎直墻彈力的作用，故全過程系統(tǒng)程中有一段時間系統(tǒng)受豎直墻彈力的作用，故全過程系統(tǒng)水平方向動量不守恒，選項水平方向動量不守恒，選項D正確；小球離開右側槽口時，正確；小球離開右側槽口時，水平方向有速度，將做斜拋運動，選項水平方向有速度，將做斜拋運動，選項A錯誤；小球經過錯誤；小
29、球經過最低點往上運動的過程中，斜槽往右運動，斜槽對小球的最低點往上運動的過程中，斜槽往右運動，斜槽對小球的支持力對小球做負功，小球對斜槽的壓力對斜槽做正功，支持力對小球做負功，小球對斜槽的壓力對斜槽做正功，系統(tǒng)機械能守恒，選項系統(tǒng)機械能守恒，選項B錯而錯而C對對答案答案CD甲、乙兩個小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲，如圖甲、乙兩個小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲，如圖1111所示，甲和他的冰車質量共為所示，甲和他的冰車質量共為M30 kg，乙和他的冰車質量，乙和他的冰車質量也是也是30 kg.游戲時，甲推著一個質量未知的小木箱子游戲時，甲推著一個質量未知的小木箱子m，和他一，和他一起以大小為起
30、以大小為v020 m/s的速度滑動，乙以同樣大的速度迎面而的速度滑動，乙以同樣大的速度迎面而來為了避免相撞，甲突然將小木箱沿冰面以來為了避免相撞，甲突然將小木箱沿冰面以v52 m/s的速度的速度推給乙，木箱滑到乙處時乙迅速把它抓住，這樣恰好避免了甲、推給乙，木箱滑到乙處時乙迅速把它抓住，這樣恰好避免了甲、乙相撞，若不計冰面的摩擦力，求小木箱的質量乙相撞，若不計冰面的摩擦力，求小木箱的質量考點二動量守恒定律的應用考點二動量守恒定律的應用【典例典例2】圖圖1111解析解析為避免相撞，至少要求甲推出小木箱后自己的速度為避免相撞，至少要求甲推出小木箱后自己的速度和乙接住小木箱后的速度大小相等，方向相同
31、，設這個速和乙接住小木箱后的速度大小相等，方向相同，設這個速度為度為v.這一過程甲、乙、小木箱組成的系統(tǒng)所受合外力為這一過程甲、乙、小木箱組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒有零，動量守恒有(Mm)v0Mv0(2Mm)v再研究甲推箱子的過程，此過程也滿足動量守恒定律，則再研究甲推箱子的過程，此過程也滿足動量守恒定律，則(Mm)v0Mvmv由兩式可解得小木箱質量為由兩式可解得小木箱質量為m15 kg.答案答案15 kg1.確定相互作用的系統(tǒng)為研究對象確定相互作用的系統(tǒng)為研究對象.2.分析研究對象所受的外力分析研究對象所受的外力.3.判斷系統(tǒng)是否符合動量守恒條件判斷系統(tǒng)是否符合動量守恒條件.4.規(guī)定
32、正方向，確定是初、末狀態(tài)動量的正、負號規(guī)定正方向，確定是初、末狀態(tài)動量的正、負號.5.根據(jù)動量守恒定律列式求解根據(jù)動量守恒定律列式求解.應用動量守恒定律的解題步驟應用動量守恒定律的解題步驟如圖如圖1112所示，在光滑水平直導軌上，所示，在光滑水平直導軌上，靜止放著三個質量均為靜止放著三個質量均為m1 kg的相同小球的相同小球A、B、C.現(xiàn)讓現(xiàn)讓A球以球以v02 m/s的速度向著的速度向著B球運球運動，動，A、B兩球碰撞后粘在一起，兩球繼續(xù)向兩球碰撞后粘在一起，兩球繼續(xù)向右運動并跟右運動并跟C球碰撞，球碰撞，C球的最終速度球的最終速度vC1 m/s.則：則：【變式變式2】圖圖1112(1)A、B
33、兩球跟兩球跟C球相碰前的共同速度為多大？球相碰前的共同速度為多大？(2)兩次碰撞過程中一共損失了多少動能？兩次碰撞過程中一共損失了多少動能？答案答案(1)1 m/s(2)1.25 J如圖如圖1113所示，木塊所示，木塊B質量質量mB4 kg，質量為，質量為mC2 kg的木塊的木塊C置于足置于足夠長的木塊夠長的木塊B上，上，B、C之間用一輕彈之間用一輕彈簧相拴接并且接觸面光滑開始時簧相拴接并且接觸面光滑開始時B、C靜止，靜止，A以以v010 m/s的初速度向右的初速度向右運動，與運動，與B碰撞后碰撞后B的速度為的速度為3.5 m/s，碰撞時間極短求：碰撞時間極短求：考點三動量守恒和能量守恒的綜合
34、應用考點三動量守恒和能量守恒的綜合應用【典例典例3】圖圖1113(1)A、B碰撞后碰撞后A的速度的速度(2)彈簧第一次恢復原長時彈簧第一次恢復原長時C的速度的速度(2011海南卷海南卷，19(21)一質量為一質量為2m的物體的物體P靜止于光滑水平地靜止于光滑水平地面上，其截面如圖面上，其截面如圖1114所示圖中所示圖中ab為粗糙的水平面，為粗糙的水平面，長度為長度為L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和和bc均相均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接現(xiàn)有一質量為切的長度可忽略的光滑圓弧連接現(xiàn)有一質量為m的木塊以大的木塊以大小為小為v0的水平初速度從的水平初速度
35、從a點向左運動，在斜面上上升的最大高點向左運動，在斜面上上升的最大高度為度為h，返回后在到達，返回后在到達a點前與物體點前與物體P相對靜止重力加速度為相對靜止重力加速度為g.求：求：【變式變式3】圖圖1114(1)木塊在木塊在ab段受到的摩擦力段受到的摩擦力f；(2)木塊最后距木塊最后距a點的距離點的距離s.解析解析木塊木塊m和物體和物體P組成的系統(tǒng)在相互作用過程中遵守組成的系統(tǒng)在相互作用過程中遵守動量守恒、能量守恒動量守恒、能量守恒(1)以木塊開始運動至在斜面上上升到最大高度為研究過程，以木塊開始運動至在斜面上上升到最大高度為研究過程，當木塊上升到最高點時兩者具有相同的速度，根據(jù)動量守當木塊
36、上升到最高點時兩者具有相同的速度，根據(jù)動量守恒，有恒，有mv0(2mm)v某同學用圖某同學用圖1115所示的裝置通過半徑相同的所示的裝置通過半徑相同的A、B兩兩球球(mAmB)的碰撞來驗證動量守恒定律圖中的碰撞來驗證動量守恒定律圖中PQ是斜槽，是斜槽，QR為水平槽實驗時先使為水平槽實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置球從斜槽上某一固定位置G由由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡重復上述操作跡重復上述操作10次，得到次，得到10個落點痕跡再把個落點痕跡再把B球放球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位
37、置球仍從位置G由靜止由靜止開始滾下，和開始滾下，和B球碰撞后，球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡重復這種操作自的落點痕跡重復這種操作10次圖甲中次圖甲中O點是水平槽點是水平槽末端末端R在記錄紙上的垂直投影點在記錄紙上的垂直投影點B球落點痕跡如圖乙所球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，所在的平面，米尺的零點與米尺的零點與O點對齊點對齊考點四考點四 驗證動量守恒定律驗證動量守恒定律【典例典例4】圖圖1115(1)碰撞后碰撞后B球的水平射程應取為球的水平射程應取為_cm；(2)在以下選項中，哪些是本
38、次實驗必須進行的測量在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量()A水平槽上未放水平槽上未放B球時，測量球時，測量A球落點位置到球落點位置到O點的距離點的距離BA球與球與B球碰撞后，測量球碰撞后，測量A球落點位置到球落點位置到O點的距離點的距離C測量測量A球或球或B球的直徑球的直徑D測量測量A球和球和B球的質量球的質量(或兩球質量之比或兩球質量之比)E測量測量O點相對于水平槽面的高度點相對于水平槽面的高度(3)實驗中，對入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說實驗中，對入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中正確的是法中正確的是()A釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差釋
39、放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差 越小越小B釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相 對誤差越小，兩球速度的測量越準確對誤差越小，兩球速度的測量越準確C釋放點越高，兩球相碰時，相互作用的內力越大，碰撞前釋放點越高，兩球相碰時，相互作用的內力越大，碰撞前 后動量之差越小，誤差越小后動量之差越小，誤差越小D釋放點越高，入射小球對被碰小球的作用力越大，軌道對釋放點越高，入射小球對被碰小球的作用力越大，軌道對 被碰小球的阻力越小被碰小球的阻力越小解析解析(1)如題圖所示，用一盡可能小的圓把小球落點圈在里面，如題圖所示，用一盡可
40、能小的圓把小球落點圈在里面，由此可見圓心由此可見圓心C的位置是的位置是65.7 cm，這也是小球落點的平均位，這也是小球落點的平均位置置(2)本實驗中要測量的數(shù)據(jù)有：兩個小球的質量本實驗中要測量的數(shù)據(jù)有：兩個小球的質量m1、m2，三個，三個落點的距離落點的距離s1、s2、s3，所以應選，所以應選A、B、D.(3)入射球的釋放點越高，入射球碰前速度越大，相碰時內力越入射球的釋放點越高，入射球碰前速度越大，相碰時內力越大，阻力的影響相對減小，可以較好地滿足動量守恒的條件，大，阻力的影響相對減小，可以較好地滿足動量守恒的條件，也有利于減少測量水平位移時的相對誤差，從而使實驗的誤差也有利于減少測量水平
41、位移時的相對誤差，從而使實驗的誤差減小，選項減小，選項C正確正確答案答案(1)65.7(65.565.9均可均可)(2)ABD(3)C氣墊導軌氣墊導軌(如圖如圖1116所示所示)工作時，工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力為了驗大大減小了滑塊運動時的阻力為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放【變式變式4】圖圖1116置兩個質量均為置兩個質量均為a的滑塊，每個滑
42、塊的一端分別與穿過打的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為為b.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動圖起繼續(xù)運動圖1117為某次實驗打出的點跡清晰的紙為某次實驗打出的點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以相同間距的帶的一部分，在紙帶上以相同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度用刻度尺分別量出其長度s1、s2和和s3.若題中各物理量的單位均為若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_、_，兩滑塊的總動量大小為，兩滑塊的總動量大小為_；碰撞后兩滑塊的總；碰撞后兩滑塊的總動量大小為動量大小為_重復上述實驗，重復上述實驗，多做幾次若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范多做幾次若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證圍內相等，則動量守恒定律得到驗證圖圖1117答案答案0.2abs10.2abs30.2ab(s1s3)0.4abs2
高中物理 第1講 碰撞與動量守恒 實驗：驗證動量守恒定律課件 選修35
