動量壓軸 公開課教學(xué)設(shè)計

1.一個質(zhì)量為3kg的物體所受的合外力隨時間變化的情況如圖所示，那么該物體在6s內(nèi)速度的改變量是DA.7m/s B.s C.6m/s D.5m/s2.質(zhì)量為2kg的物體做直線運動，其速度圖象如圖所示，則在前5s和后15s內(nèi)，物體所受合外力的沖量分別是(B)A.10N·s，40N·sB.10N·s，－40N·sC.0，40N·sD.0，－40N·s加速度，時間；勻減速過程中：加速度，時間；規(guī)定前5s內(nèi)速度方向為正方向；則前5s物體所受的合外力沖量N·s；后15s內(nèi)合外力的沖量N·s3.用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律，質(zhì)量為的鋼球B放在小支柱N上，球心離地面高度為H；質(zhì)量為的鋼球A用細線拴好懸掛于O點，當(dāng)細線被拉直時O點到球心的距離為L，且細線與豎直線之間夾角；球A由靜止釋放，擺到最低點時恰與球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直夾角為處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D,用來記錄球B的落點．(1)用圖中所示各個物理量的符號表示碰撞前后兩球A、B的動量（設(shè)兩球A、B碰前的動量分別為、；碰后動量分別為、)，則=

；=

；=

；=

。(2)請你提供兩條提高實驗精度的建議：

、

。(1)；；0；；（每空1分）(2)①讓球A多次從同一位置擺下，求B球落點的平均位置；②

角取值不要太小；③兩球A、B質(zhì)量不要太??；④球A質(zhì)量要盡量比球B質(zhì)量大。4．氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖實－11－6所示(彈簧的長度忽略不計)，采用的實驗步驟如下：a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；c．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；d．用刻度尺測出A的左端至擋板C的距離L1；e．按下電鈕放開卡銷，同時分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞擋板C、D時計時結(jié)束，記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2.(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量及其符號是_______________________________________．(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是______________，上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因有___________________(至少答出兩點)．解析：A、B兩滑塊被壓縮的彈簧彈開后，在氣墊導(dǎo)軌上運動時可視為勻速運動，因此只要測出A與C的距離L1、B與D的距離L2及A到C、B到D的時間t1和t2，測出兩滑塊的質(zhì)量，就可以用mAeq\f(L1,t1)＝mBeq\f(L2,t2)驗證動量是否守恒．(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量為B的右端至擋板D的距離，符號為L2.(2)驗證動量守恒定律的表達式是mAeq\f(L1,t1)＝mBeq\f(L2,t2).產(chǎn)生誤差的原因：①L1、L2、t1、t2、mA、mB的數(shù)據(jù)測量誤差；②沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程；③滑塊并不是做標(biāo)準的勻速直線運動，滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力．④氣墊導(dǎo)軌不完全水平．5.（2012安徽高考題）如圖所示，裝置的左邊是足夠長的光滑水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量M=2kg的小物塊A。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺面等高，并能平滑對接。傳送帶始終以u=2m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動。裝置的右邊是一光滑的曲面，質(zhì)量m=1kg的小物塊B從其上距水平臺面h=處由靜止釋放。已知物塊B與傳送帶之間的摩擦因數(shù)μ=，l=。設(shè)物塊A、B中間發(fā)生的是對心彈性碰撞，第一次碰撞前物塊A靜止且處于平衡狀態(tài)。取g=10m/s2。（1）求物塊B與物塊A第一次碰撞前速度大小；（2）通過計算說明物塊B與物塊A第一次碰撞后能否運動到右邊曲面上？（3）如果物塊A、B每次碰撞后，物塊A再回到平衡位置時都會立即被鎖定，而當(dāng)他們再次碰撞前鎖定被解除，試求出物塊B第n次碰撞后的運動速度大小。解：（1）B在曲線下滑過程中，由機械能守恒有：

（1分）若B以速度v1滑上皮帶減速到u，移動的距離為s，由動能定理有：

（1分）由以上兩式解得s=4m>l

（1分）說明B滑至皮帶最左端時，速度仍大于u，設(shè)此時速度為v2，由動能定理有

（1分）解得v2＝4m/s，即B與A碰撞前的速度大小。

（1分）（2）A、B碰撞瞬間動量守恒：mv2

=mv3

+MvA

（1分）機械能守恒：

（1分）由以上兩式解得

（1分）B以的速度反向滑上皮帶后做勻減速運動，設(shè)其減速至零通過的位移為s，由

（1分）解得

說明B與A第一次碰撞后不能回到右邊曲面上（1分）（3）B返回到皮帶的左側(cè)時速度仍為。由（2）可知與A發(fā)生彈性碰撞后，B的速度為，以此速度滑上皮帶后再返回與A再次碰撞…….因此B第n次碰撞后的速度vn＝()nv2

=4×()n

m/s（n=0，1，2…..）（2分）6.如圖所示為某種彈射裝置的示意圖，光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶長度L=，皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動皮帶以恒定速率v=s勻速傳動。三個質(zhì)量均為m=的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上，開始時滑塊B、C之間用細繩相連，其間有一壓縮的輕彈簧，處于靜止?fàn)顟B(tài)。滑塊A以初速度v0=s沿B、C連線方向向B運動，A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時間極短，因碰撞使連接B、C的細繩受擾動而突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離?；瑝KC脫離彈簧后以速度vC=／s滑上傳送帶，并從右端滑出落至地面上的P點。已知滑塊C與傳送帶之問的動摩擦因數(shù)μ=，重力加速度g取10m／s2。求：（1）滑塊C從傳送帶右端滑出時的速度大小；（2）滑塊B、C用細繩相連時彈簧的彈性勢能Ep；（3）若每次實驗開始時彈簧的壓縮情況相同，要使滑塊C總能落至P點，則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值Vm是多少?解：（1）滑塊C滑上傳送帶后做勻加速運動，設(shè)滑塊C從滑上傳送帶到速度達到傳送帶的速度v所用的時間為t，加速度大小為a，在時間t內(nèi)滑塊C的位移為x根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式：μmg=ma，v=vC+at，解得：x=＜L，即滑塊C在傳送帶上先加速，達到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運動，并從右端滑出，則滑塊C從傳道帶右端滑出時的速度為v=s（2）設(shè)A、B碰撞后的速度為v1，A、B與C分離時的速度為v2，由動量守恒定律mv0=2mv12mv1=2mv2+mvC由能量守恒規(guī)律解