动量守恒定律学案.doc

- 5 -高二物理选修3-5第一章碰撞与动量守恒第二节 动量 动量守恒定律学习目标：1探究物体弹性碰撞的一些特点，知道弹性碰撞和非弹性碰撞2动量、动量守恒定律及其应用。3能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义学习导航一、碰撞1概念：碰撞是指 或 的物体在相遇的 时间内产生非常之强的相互作用2特点：(1)相互作用时间 (2)作用力变化 和作用力 大(3) 其他外力可以忽略不计3弹性碰撞两球发生弹性碰撞时同时满足 和 二、内力和外力1内力：系统 相互作用力2外力：系统 的作用力三、动量守恒定律【合作探究】完成下面练习。模型：如图所示，在水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v2v1。当第二个小球追上第一个小球时两球碰撞。碰撞后的速度分别是v1和v2。碰撞过程中第一个球所受另一个球对它的作用力是F1，第二个球所受另一个球对它的作用力是F2。推导过程：根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是：_，_根据牛顿第三定律，F1与F2大小_，方向_，即_所以有：_碰撞时两球之间力的作用时间很短，用t表示。这样，加速度与碰撞前后速度的关系就是：_，_把加速度的表达式代入_，移项后得到：_上式的物理意义是：_【讲解提高】结论：从上面的分析还可以看出，两个物体碰撞过程中的每个时刻都有_，因此上面结论对过程中的任意两时刻的状态_也就是说，系统的动量在整个过程中一直_。因此，我们才说这个过程中动量是_的。1.内容：物体在碰撞时，如果系统所受到 的 或 ，则系统的总动量保持不变。2动量守恒定律的适用条件：系统不受 或系统所受外力之和为 。或着系统某一方向 外力或所受外力的矢量和为 ，或外力远 内力，则系统在该方向动量守恒。3表达式： 或 系统相互作用前总动量p 相互作用后总动量p.4、说明：矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先 ；速度的相对性：即所用速度都是相对_而言的。一般以_为参考系。同时性：动量守恒指系统在_的动量恒定。等号左边是作用前系统内各物体动量在同一时刻的矢量和，等号右边是作用后系统内各物体动量在另一同时刻的矢量和不是同一时刻的动量不能相加5应用动量守恒定律的解题步骤(1)确定相互作用的系统为研究对象；(2)分析研究对象所受的外力；(3)判断系统是否符合动量守恒条件；(4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号；(5)根据动量守恒定律列式求解四、动量守恒定律的普适性，用牛顿运动定律解决问题要_力。但是动量守恒定律只涉及过程的_，与_的细节无关。这样，问题往往能大大简化。2.牛顿运动定律只适用于_、_运动问题，而动量守恒定律适用于_、_运动。3.动量守恒定律是一个_的_规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。例1一质量为0.5 kg的小球以2.0 m/s的速度和原来静止在光滑水平面上的质量为1.0 kg的另一小球发生正碰，碰后以0.2 m/s的速度被反弹，碰后两球的总动量是_kgm/s，原来静止的小球获得的速度大小是_m/s.例2A、B两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体A的质量为mA4 kg，两球发生相互作用前后的运动情况如图1415所示，则：(1)由图可知A、B两物体在_时刻发生碰撞，B物体的质量为mB_kg例3、在光滑水平面上有一个弹簧振子系统，如图所示，两振子的质量分别为m1和m2。讨论: 以两振子组成的系统。1)系统外力有哪些？2）系统内力是什么力？3）系统在振动时动量是否守恒？机械能是否守恒？4）如果水平地面不光滑，地面与两振子的动摩擦因数相同，讨论m1m2和m1m2两种情况下振动系统的动量是否守恒。机械能是否守恒？例4、如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内， 将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：( ) A、动量守恒、机械能守恒 B、动量不守恒、机械能不守恒 C、动量守恒、机械能不守恒 D、动量不守恒、机械能守恒例5、如图所示，光滑水平面上有A、B两木块，A 、紧靠在一起，子弹以速度V0向原来静止的射去，子弹击穿A留在B中。下面说法正确的是 ()BAA、子弹击中的过程中，子弹和组成的系统动量守恒B、子弹击中的过程中，A和B组成的系统动量守恒C、A、B和子弹组成的系统动量一直守恒D、子弹击穿A后子弹和B组成的系统动量守恒例6：(2009山东高考)如图1411所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mAmC2m，mBm，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)开始时A、B以共同速度v0运动，C静止某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同求B与C碰撞前B的速度归纳：选择 （系统），判断是否满足 的条件，最后根据动量守恒定律列方程求解.【随堂巩固】1、甲、乙两船静止在湖面上，总质量分别是m1、m2，两船相距s，甲船上的人通过绳子，用力F拉乙船，若水对两船的阻力大小均为f，且fF，则在两船相向运动的过程中()A甲船的动量守恒 B乙船的动量守恒C甲、乙两船的总动量守恒 D甲、乙两船的总动量不守恒2、如图129所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则()A木块的最终速度为v0B由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C车表面越粗糙，木块减少的动量越多D车表面越粗糙，小车获得的动量越多 3、如图1211所示，水平面上有两个木块的质量分别为m1、m2，且m22m1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的压缩轻弹簧，烧断细绳后，两木块分别向左右运动若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数为1、2且122，则在弹簧伸长的过程中，两木块()A动量大小之比为12 B速度大小之比为21C通过的路程之比为21 D通过的路程之比为11.5、图12124、如图1212所示，两个带同种电荷的小球A和B，A、B的质量分别为m和2m，开始时将它们固定在绝缘的光滑水平面上保持静止A、B的相互作用力遵循牛顿第三定律，现同时释放A、B，经过一段时间，B的速度大小为v，则此时()AA球的速度大小为 BA球的动量大小为mvCA球与B球的动量大小之比一直为11 DA球的动能为2mv26、两物体组成的系统总动量守恒，这个系统中（）A一个物体增加的速度等于另一个物体减少的速度B两个物体的动量变化总是大小相等，方向相反C.系统的总动量始终为零 D系统总动量的变化为零7、两个相向运动的物体碰撞后都静止，这说明两物体原来的()A速度大小相等B质量大小相等C动量大小相等D动量相同8、如图所示，一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左右两侧，整个系统原来静止，则当两人同时相向走动时()A要使小车静止不动，甲乙速率必相等 B要使小车向左运动，甲的速率必须比乙的大C要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大 D要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的小9、一人静止于完全光滑的水平冰面上现欲离开冰面，下列可行的方祛是()A向后踢腿B手臂向前甩C在冰面上滚动D脱下外衣水平抛出10、质量是10g的子弹，以300m/s的速度射入质量是24g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大？11如图1417所示，A、B两个木块质量分别为2 kg与0.9 kg，A、B与水平地面间接触光滑，上表面粗糙，质量为0.1 kg的铁块以10 m/s的速度从A的左端向右滑动，最后铁块与B的共同速度大小为0.5 m/s，求：(1)A的最终速度；(2)铁块刚滑上B时的速度现在，不妨思量一下，你的人生到现在为止，有几件事真正做到了善始善终，是不是屈指可数呢?你的脑袋够聪明，也有足够的热情，但可惜，只是三分钟热度。你的性格很善变，常常是事情进行不到一半，就觉得索然无味，而且又很任性，不喜欢了，想都不想就放弃。对人也是如此，刚开始还很要好的朋友，过不了多久，就会厌倦对方，到最后只能形同陌路。不信的话，看看身边的朋友，有几个是相交多年的呢?喜新厌旧是本性的东西，很难改变，但是，自己做下的事，就要勇于承担。坚持到底也是一种责任心的体现，一个没有责任心的人，最终恐怕会一事无成的噢!5