学教科版选修35 1.3动量守恒定律的应用 课件（3）（29张）.ppt

第2讲动量守恒定律的应用 考点1弹性碰撞和非弹性碰撞 1 碰撞现象两个或两个以上的物体在相遇的 时间内产生 的相互作用的过程 极短 非常大 2 碰撞特征 1 作用时间 2 作用力变化 3 内力 外力 4 满足 短 快 远大于 动量守恒 3 碰撞的分类及特点 1 弹性碰撞 动量 机械能 2 非弹性碰撞 动量 机械能 3 完全非弹性碰撞 动量 机械能损失 守恒 守恒 守恒 不守恒 守恒 最多 1 分析碰撞问题的三个依据 1 动量守恒 即p1 p2 p1 p2 2 动能不增加 即ek1 ek2 ek1 ek2 或 3 速度要合理 碰前两物体同向 则v后 v前 碰后 原来在前的物体速度一定增大 且v前 v后 两物体相向运动 碰后两物体的运动方向不可能都不改变 双选 质量为m的物块以速度v运动 与质量为m的静止物块发生正碰 碰撞后两者的动量正好相等 两者质量之比可能为 a 2b 3c 4d 5 ab a b两球在光滑水平面上沿同一直线 同一方向运动 a球的动量是5kg m s b球的动量是7kg m s 当a球追上b球时发生碰撞 则碰撞后a b两球的动量的可能值是 a 4kg m s 14kg m sb 3kg m s 9kg m sc 5kg m s 17kg m sd 6kg m s 6kg m s b 解析 选b a b两球碰撞过程中动量守恒 碰前动量为5kg m s 7kg m s 12kg m s 由此可知 a项错误 两球碰撞前的总动能c项中碰后总动能为故c项错误 当a追上b发生碰撞时 b球受到向前的冲力 其动量一定增加 故d错误 正确的选项只有b 双选 半径相等的小球甲和乙 在光滑水平面上沿同一直线相向运动 若甲球的质量大于乙球的质量 碰撞前两球的动能相等 则碰撞后两球的运动状态可能是 a 甲球的速度为零 而乙球的速度不为零b 乙球的速度为零 而甲球的速度不为零c 两球的速度均不为零d 两球的速度方向均与原方向相反 两球的动能仍相等 ac 2 弹性碰撞的规律两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒 以质量为m1 速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例 则有m1v1 m1v 1 m2v 2 由 得 结论 1 当m1 m2时 v 1 0 v 2 v1 两球碰撞后交换了速度 2 当m1 m2时 v 1 0 v 2 0 碰撞后两球都向前运动 3 当m10 碰撞后质量小的球被反弹回来 考点2动量守恒定律的应用1 爆炸现象爆炸过程中内力远大于外力 爆炸的各部分组成的系统总动量 2 反冲运动 1 物体的不同部分在内力作用下向 方向运动的现象 2 反冲运动中 相互作用力一般较大 通常可以用 来处理 守恒 相反 动量守恒定律 1 爆炸过程的特点爆炸过程中除满足动量守恒外 还有以下两个突出特点 1 动能增加 在爆炸过程中 由于有其他形式的能 如化学能 转化为动能 所以爆炸前后系统的总动能增加 2 位置不变 爆炸和碰撞的时间极短 因而作用过程中物体产生的位移很小 一般可忽略不计 可以认为爆炸或碰撞后仍然从爆炸或碰撞前的位置以新的动量开始运动 2 反冲过程的动能变化反冲运动过程中 有其他形式的能转化为动能 系统的总动能将增加 其增加的原因是 在反冲运动中 作用力和反作用力均做正功 长征号运载火箭于2011年11月初成功将神舟八号运送到预定轨道并与天宫一号成功对接 关于火箭加速段分析正确的是 a 燃料燃烧推动空气 空气反作用力推动火箭b 火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出 气体的反作用力推动火箭c 火箭吸入空气 然后向后排出 空气对火箭的反作用力推动火箭d 火箭燃料燃烧发热 加热周围空气 空气膨胀推动火箭 b 如图所示 物体a静止在光滑的水平面上 a的左边固定有轻质弹簧 与a质量相等的物体b以速度v向a运动并与弹簧发生碰撞 a b始终沿同一直线运动 则a b组成的系统动能损失最大的时刻是 a a开始运动时b a的速度等于v时c b的速度等于零时d a和b的速度相等时 d 如图所示 物体a紧靠墙壁 a与物体b之间有轻弹簧相连 a的质量为m b的质量为3m 质量为m的物体c以速度v0向左运动 与b发生弹性碰撞 不计一切摩擦 1 判断以后b与c能否再次发生碰撞 不必说明理由 2 求在a未离开墙壁前 弹簧的最大弹性势能 3 求在a离开墙壁后 弹簧的最大弹性势能 如图 a b c三个木块的质量均为m 置于光滑的水平面上 b c之间有一轻质弹簧 弹簧的两端与木块接触而不固连 将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把b和c紧连 使弹簧不能伸展 以至于b c可视为一个整体 现a以初速v0沿b c的连线方向朝b运动 与b相碰并粘合在一起 以后细线突然断开 弹簧伸展 从而使c与a b分离 已知c离开弹簧后的速度恰为v0 求弹簧释放的势能 解析 设碰后a b和c的共同速度大小为v 由动量守恒有 3mv mv0 设c离开弹簧时 a b的速度大小为v1 由动量守恒有3mv 2mv1 mv0 设弹簧的弹性势能为ep 从细线断开到c与弹簧分开的过程中机械能守恒 有 由 式得弹簧所释放的势能为答案 如图所示 一块质量为m 2kg的木板停在光滑的水平面上 木板的左端有挡板 挡板上固定一个小弹簧 一个质量为m 1kg的小物块 可视为质点 以水平速度v0 6m s从木板的右端开始向左运动 与弹簧碰撞后 弹簧处于弹性限度内 最终又恰好停在木板的右端 小物块与木板的动摩擦因数为 0 3 求 1 木板的长度l 2 弹簧的最大弹性势能 解析 1 小物快停在木板右端时 两者有相同的速度v由动量守恒定律得 mv0 m m v由功能关系可得 联立上述两式解得 l 2m 2 弹簧的最大弹性势能时 两者有相同的速度v由能量守恒定律可得 代入数据解得 ep 6j 一质量为2m的物体p静止于光滑水平地面上 其截面如图所示 图中ab为粗糙的水平面 长度为l bc为一光滑斜面 斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接 现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动 在斜面上上升的最大高度为h 返回后在到达a点前与物体p相对静止 重力加速度为g 求 i 木块在ab段受到的摩擦力f ii 木块最后距a点的距离s v0 c p b a 解析 i 设木块和物体p共同速度为v 两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得 ii 木块返回与物体p第二次达到共同速度与第一次相同 动量守恒 全过程能量守恒得 由 得 由 得 如图所示 质量为m的平板车p高h 质量为m的小物块q的大小不计 位于平板车的左端 系统原来静止在光滑水平地面上 一不可伸长的轻质细绳长为r 一端悬于q正上方高为r处 另一端系一质量也为m的小球 大小不计 今将小球拉至悬线与竖直位置成60 角 由静止释放 小球到达最低点时与q的碰撞时间极短 且无机械能损失 已知q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍 q与p之间的动摩擦因数为 已知m m 4 1 重力加速度为g 求 1 小物块q离开平板车时 二者速度各为多大 2 平板车p的长度为多少 3 小物块q落地时与平板车的水平距离为多少 解题指南 解答本题时应注意把握以下三点 1 小球与q发生的是弹性碰撞 2 q与平板车组成的系统动量守恒而动能不守恒 3 q脱离p后做平抛运动 规范解答 1 设小球与q碰前的速度为v0 小球下摆过程机械能守恒 解得v0 2分 小球与q进行弹性碰撞 质量又相等 二者交换速度 q与p组成的系统动量守恒 mv0 mv1 mv2 3分 其中m 4m 解得 2分 2 对系统由能量守恒 3分 解得 2分 3 q脱离p后做平抛运动 由 2分 q落地时二者相距 2分 答案 如图所示 a滑块放在光滑的水平面上 b滑块可视为质点 a和b的质量都是1kg a的左侧面紧靠在光滑竖直墙上 a上表面的ab段是光