[高二理化生]動(dòng)量守恒定律學(xué)案

1、- 5 -高二物理選修3-5第一章碰撞與動(dòng)量守恒第二節(jié) 動(dòng)量 動(dòng)量守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)：1探究物體彈性碰撞的一些特點(diǎn)，知道彈性碰撞和非彈性碰撞2動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用。3能用動(dòng)量守恒定律定量分析一維碰撞問題。知道動(dòng)量守恒定律的普遍意義學(xué)習(xí)導(dǎo)航一、碰撞1概念：碰撞是指 或 的物體在相遇的 時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生非常之強(qiáng)的相互作用2特點(diǎn)：(1)相互作用時(shí)間 (2)作用力變化 和作用力 大(3) 其他外力可以忽略不計(jì)3彈性碰撞兩球發(fā)生彈性碰撞時(shí)同時(shí)滿足 和 二、內(nèi)力和外力1內(nèi)力：系統(tǒng) 相互作用力2外力：系統(tǒng) 的作用力三、動(dòng)量守恒定律【合作探究】完成下面練習(xí)。模型：如圖所示，在水平桌面上做勻速運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)小球，質(zhì)量

2、分別是m1和m2，沿著同一直線向相同的方向運(yùn)動(dòng)，速度分別是v1和v2，且v2v1。當(dāng)?shù)诙€(gè)小球追上第一個(gè)小球時(shí)兩球碰撞。碰撞后的速度分別是v1和v2。碰撞過程中第一個(gè)球所受另一個(gè)球?qū)λ淖饔昧κ莊1，第二個(gè)球所受另一個(gè)球?qū)λ淖饔昧κ莊2。推導(dǎo)過程：根據(jù)牛頓第二定律，碰撞過程中兩球的加速度分別是：_，_根據(jù)牛頓第三定律，f1與f2大小_，方向_，即_所以有：_碰撞時(shí)兩球之間力的作用時(shí)間很短，用t表示。這樣，加速度與碰撞前后速度的關(guān)系就是：_，_把加速度的表達(dá)式代入_，移項(xiàng)后得到：_上式的物理意義是：_【講解提高】結(jié)論：從上面的分析還可以看出，兩個(gè)物體碰撞過程中的每個(gè)時(shí)刻都有_，因此上面結(jié)論對(duì)過

3、程中的任意兩時(shí)刻的狀態(tài)_也就是說，系統(tǒng)的動(dòng)量在整個(gè)過程中一直_。因此，我們才說這個(gè)過程中動(dòng)量是_的。1.內(nèi)容：物體在碰撞時(shí)，如果系統(tǒng)所受到 的 或 ，則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2動(dòng)量守恒定律的適用條件：系統(tǒng)不受 或系統(tǒng)所受外力之和為 ?；蛑到y(tǒng)某一方向 外力或所受外力的矢量和為 ，或外力遠(yuǎn) 內(nèi)力，則系統(tǒng)在該方向動(dòng)量守恒。3表達(dá)式： 或 系統(tǒng)相互作用前總動(dòng)量p 相互作用后總動(dòng)量p.4、說明：矢量性：以上表達(dá)式是矢量表達(dá)式，列式前應(yīng)先 ；速度的相對(duì)性：即所用速度都是相對(duì)_而言的。一般以_為參考系。同時(shí)性：動(dòng)量守恒指系統(tǒng)在_的動(dòng)量恒定。等號(hào)左邊是作用前系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量在同一時(shí)刻的矢量和，等號(hào)右邊是作用

4、后系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量在另一同時(shí)刻的矢量和不是同一時(shí)刻的動(dòng)量不能相加5應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟(1)確定相互作用的系統(tǒng)為研究對(duì)象；(2)分析研究對(duì)象所受的外力；(3)判斷系統(tǒng)是否符合動(dòng)量守恒條件；(4)規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動(dòng)量的正、負(fù)號(hào)；(5)根據(jù)動(dòng)量守恒定律列式求解四、動(dòng)量守恒定律的普適性，用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題要_力。但是動(dòng)量守恒定律只涉及過程的_，與_的細(xì)節(jié)無關(guān)。這樣，問題往往能大大簡(jiǎn)化。2.牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于_、_運(yùn)動(dòng)問題，而動(dòng)量守恒定律適用于_、_運(yùn)動(dòng)。3.動(dòng)量守恒定律是一個(gè)_的_規(guī)律，它適用于目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域。例1一質(zhì)量為0.5 kg的小球以2.0 m/s的速度和

5、原來靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為1.0 kg的另一小球發(fā)生正碰，碰后以0.2 m/s的速度被反彈，碰后兩球的總動(dòng)量是_kgm/s，原來靜止的小球獲得的速度大小是_m/s.例2a、b兩物體在光滑的水平面上相向運(yùn)動(dòng)，其中物體a的質(zhì)量為ma4 kg，兩球發(fā)生相互作用前后的運(yùn)動(dòng)情況如圖1415所示，則：(1)由圖可知a、b兩物體在_時(shí)刻發(fā)生碰撞，b物體的質(zhì)量為mb_kg例3、在光滑水平面上有一個(gè)彈簧振子系統(tǒng)，如圖所示，兩振子的質(zhì)量分別為m1和m2。討論: 以兩振子組成的系統(tǒng)。1)系統(tǒng)外力有哪些？2）系統(tǒng)內(nèi)力是什么力？3）系統(tǒng)在振動(dòng)時(shí)動(dòng)量是否守恒？機(jī)械能是否守恒？4）如果水平地面不光滑，地面與兩振子的動(dòng)摩

6、擦因數(shù)相同，討論m1m2和m1m2兩種情況下振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒。機(jī)械能是否守恒？例4、如圖所示的裝置中，木塊b與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈a沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)， 將彈簧壓縮到最短現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對(duì)象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過程中：( ) a、動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒 b、動(dòng)量不守恒、機(jī)械能不守恒 c、動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒 d、動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒例5、如圖所示，光滑水平面上有a、b兩木塊，a 、緊靠在一起，子彈以速度v0向原來靜止的射去，子彈擊穿a留在b中。下面說法正確的是 ()baa、子彈擊中的過程中，子彈和組成的系

7、統(tǒng)動(dòng)量守恒b、子彈擊中的過程中，a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒c、a、b和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量一直守恒d、子彈擊穿a后子彈和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒例6：(2009山東高考)如圖1411所示，光滑水平直軌道上有三個(gè)滑塊a、b、c，質(zhì)量分別為mamc2m，mbm，a、b用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的輕彈簧(彈簧與滑塊不拴接)開始時(shí)a、b以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，c靜止某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開，a、b被彈開，然后b又與c發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同求b與c碰撞前b的速度歸納：選擇 （系統(tǒng)），判斷是否滿足 的條件，最后根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程求解.【隨堂鞏固】1、甲、乙兩船靜止在湖面上，總質(zhì)量分別是m1、m2，兩船

8、相距s，甲船上的人通過繩子，用力f拉乙船，若水對(duì)兩船的阻力大小均為f，且ff，則在兩船相向運(yùn)動(dòng)的過程中()a甲船的動(dòng)量守恒 b乙船的動(dòng)量守恒c甲、乙兩船的總動(dòng)量守恒 d甲、乙兩船的總動(dòng)量不守恒2、如圖129所示，質(zhì)量為m的小車置于光滑的水平面上，車的上表面粗糙，有一質(zhì)量為m的木塊以初速度v0水平地滑至車的上表面，若車表面足夠長(zhǎng)，則()a木塊的最終速度為v0b由于車表面粗糙，小車和木塊所組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒c車表面越粗糙，木塊減少的動(dòng)量越多d車表面越粗糙，小車獲得的動(dòng)量越多 3、如圖1211所示，水平面上有兩個(gè)木塊的質(zhì)量分別為m1、m2，且m22m1.開始兩木塊之間有一根用輕繩縛住的壓縮輕彈簧，

9、燒斷細(xì)繩后，兩木塊分別向左右運(yùn)動(dòng)若兩木塊m1和m2與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1、2且122，則在彈簧伸長(zhǎng)的過程中，兩木塊()a動(dòng)量大小之比為12 b速度大小之比為21c通過的路程之比為21 d通過的路程之比為11.5、圖12124、如圖1212所示，兩個(gè)帶同種電荷的小球a和b，a、b的質(zhì)量分別為m和2m，開始時(shí)將它們固定在絕緣的光滑水平面上保持靜止a、b的相互作用力遵循牛頓第三定律，現(xiàn)同時(shí)釋放a、b，經(jīng)過一段時(shí)間，b的速度大小為v，則此時(shí)()aa球的速度大小為 ba球的動(dòng)量大小為mvca球與b球的動(dòng)量大小之比一直為11 da球的動(dòng)能為2mv26、兩物體組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒，這個(gè)系統(tǒng)中（）a一個(gè)物

10、體增加的速度等于另一個(gè)物體減少的速度b兩個(gè)物體的動(dòng)量變化總是大小相等，方向相反c.系統(tǒng)的總動(dòng)量始終為零 d系統(tǒng)總動(dòng)量的變化為零7、兩個(gè)相向運(yùn)動(dòng)的物體碰撞后都靜止，這說明兩物體原來的()a速度大小相等b質(zhì)量大小相等c動(dòng)量大小相等d動(dòng)量相同8、如圖所示，一小車靜止在光滑水平面上，甲、乙兩人分別站在左右兩側(cè)，整個(gè)系統(tǒng)原來靜止，則當(dāng)兩人同時(shí)相向走動(dòng)時(shí)()a要使小車靜止不動(dòng)，甲乙速率必相等 b要使小車向左運(yùn)動(dòng)，甲的速率必須比乙的大c要使小車向左運(yùn)動(dòng)，甲的動(dòng)量必須比乙的大 d要使小車向左運(yùn)動(dòng)，甲的動(dòng)量必須比乙的小9、一人靜止于完全光滑的水平冰面上現(xiàn)欲離開冰面，下列可行的方祛是()a向后踢腿b手臂向前甩c在

11、冰面上滾動(dòng)d脫下外衣水平拋出10、質(zhì)量是10g的子彈，以300m/s的速度射入質(zhì)量是24g、靜止在光滑水平桌面上的木塊，并留在木塊中。子彈留在木塊中以后，木塊運(yùn)動(dòng)的速度是多大？如果子彈把木塊打穿，子彈穿過后的速度為100m/s，這時(shí)木塊的速度又是多大？11如圖1417所示，a、b兩個(gè)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，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(dòng)，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(shí)的速度現(xiàn)在，不妨思量一下，你的人生到現(xiàn)在為止，有幾件事真正做到了善始善終，是不是屈指可數(shù)呢?你的腦袋夠聰明，也有足夠的熱情，但可惜，只是三分鐘熱度。你的性格很善變，常