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

,動量守恒定律在碰撞中的應用第2課時,高中物理選修3-5粵教版,目標定位1.進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.進一步熟練掌握應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，應用時應注意其：_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()AM、m0、m速度均發(fā)生變化，碰后分別為v1、v2、v3，且滿足(Mm0)vMv1mv2m0v3Bm0的速度不變，M和m的速度變?yōu)関1和v2，且滿足MvMv1mv2Cm0的速度不變，M和m的速度都變?yōu)関，且滿足Mv(Mm)v,圖1,DM、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(Mm0)v(Mm0)v1mv2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分析該方向上對應過程的初、末狀態(tài)，確定初、末狀態(tài)的動量3選取恰當?shù)膭恿渴睾愕谋磉_式列方程,三、多物體、多過程動量守恒定律的應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2kg與0.9kg，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0.1kg的鐵塊以10m/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0.5m/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)0.25m/s(2)2.75m/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(MBm)vBMAvA可求得：vA0.25m/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vA0.25m/s.由系統(tǒng)動量守恒得：mvmu(MAMB)vA可求得：u2.75m/s.,借題發(fā)揮處理多物體、多過程動量守恒應注意的問題1注意正方向的選取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，應明確哪個過程中動量守恒,針對訓練(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3A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、動量守恒定律應用中的臨界問題分析在動量守恒定律的應用中，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M30kg，乙和他的冰車總質(zhì)量也是30kg.游戲時，甲推著一個質(zhì)量為m15kg的箱子和他一起以v02m/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，乙迅速抓住若不計冰面摩擦,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、乙的速度應滿足什么條件？箱子被推出的速度至少多大？,