高中物理 1.3 動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用 第2課時(shí)課件 粵教版選修3-5.ppt

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,,,動(dòng)量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用第2課時(shí),高中物理選修3-5粵教版,[目標(biāo)定位]1.進(jìn)一步理解動(dòng)量守恒定律的含義，理解動(dòng)量守恒定律的系統(tǒng)性、相對(duì)性、矢量性、同時(shí)性和普適性.2.進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題的方法和步驟．,1．動(dòng)量守恒定律成立的條件動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)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(shí)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(dòng)量守恒．2．動(dòng)量守恒定律的五性動(dòng)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(gè)實(shí)驗(yàn)定律，應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意其：____性、______性、______性、______性、____性．,某一方向,這一方向,系統(tǒng),矢量,相對(duì),同時(shí),普適,一、動(dòng)量守恒條件及守恒對(duì)象的選取1．動(dòng)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(yuǎn)大于外力．2．動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是系統(tǒng)．選擇多個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí)，必須合理選擇系統(tǒng)，再對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)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(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)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(shí)間極短，在此過(guò)程中，下列情況可能發(fā)生的是()A．M、m0、m速度均發(fā)生變化，碰后分別為v1、v2、v3，且滿足(M＋m0)v＝Mv1＋mv2＋m0v3B．m0的速度不變，M和m的速度變?yōu)関1和v2，且滿足Mv＝Mv1＋mv2C．m0的速度不變，M和m的速度都變?yōu)関′，且滿足Mv＝(M＋m)v′,圖1,D．M、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(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2答案BC解析M和m碰撞時(shí)間極短，在極短的時(shí)間內(nèi)彈簧形變極小，可忽略不計(jì)，因而m0在水平方向上沒(méi)有受到外力作用，動(dòng)量不變(速度不變)，可以認(rèn)為碰撞過(guò)程中m0沒(méi)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(dòng)量守恒，兩者碰撞后可能具有共同速度，也可能分開(kāi)，所以只有B、C正確．,二、單一方向動(dòng)量守恒問(wèn)題1．動(dòng)量守恒定律的適用條件是普遍的，當(dāng)系統(tǒng)所受的合外力不為零時(shí)，系統(tǒng)的總動(dòng)量不守恒，但是不少情況下，合外力在某個(gè)方向上的分量卻為零，那么在該方向上系統(tǒng)的動(dòng)量分量就是守恒的．2．分析該方向上對(duì)應(yīng)過(guò)程的初、末狀態(tài)，確定初、末狀態(tài)的動(dòng)量．3．選取恰當(dāng)?shù)膭?dòng)量守恒的表達(dá)式列方程．,三、多物體、多過(guò)程動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用對(duì)于由多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，由于物體較多，作用過(guò)程較為復(fù)雜，這時(shí)往往要根據(jù)作用過(guò)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(gè)小系統(tǒng)，對(duì)不同階段、不同的小系統(tǒng)準(zhǔn)確選取初、末狀態(tài)，分別列動(dòng)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(gè)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(dòng)，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(shí)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(dòng)量守恒得：mv＝(MB＋m)vB＋MAvA可求得：vA＝0.25m/s(2)設(shè)鐵塊剛滑上B時(shí)的速度為u，此時(shí)A、B的速度均為vA＝0.25m/s.由系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：mv＝mu＋(MA＋MB)vA可求得：u＝2.75m/s.,借題發(fā)揮處理多物體、多過(guò)程動(dòng)量守恒應(yīng)注意的問(wèn)題1．注意正方向的選?。?．研究對(duì)象的選取，是取哪幾個(gè)物體為系統(tǒng)．3．研究過(guò)程的選取，應(yīng)明確哪個(gè)過(guò)程中動(dòng)量守恒．,針對(duì)訓(xùn)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(dāng)這個(gè)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(duì)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(dòng)量守恒定律應(yīng)用中的臨界問(wèn)題分析在動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用中，常常會(huì)遇到相互作用的兩物體相距最近、避免相碰和物體開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)等臨界問(wèn)題．分析臨界問(wèn)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(gè)條件就是臨界條件．臨界條件往往表現(xiàn)為某個(gè)(或某些)物理量的特定取值．在與動(dòng)量相關(guān)的臨界問(wèn)題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對(duì)速度關(guān)系與相對(duì)位移關(guān)系，這些特定關(guān)系的判斷是求解這類問(wèn)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M＝30kg，乙和他的冰車總質(zhì)量也是30kg.游戲時(shí)，甲推著一個(gè)質(zhì)量為m＝15kg的箱子和他一起以v0＝2m/s的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來(lái)，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?。舨挥?jì)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(lái)的速度為v的箱子后反向運(yùn)動(dòng)，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(yīng)滿足什么條件？箱子被推出的速度至少多大？,