第03节动量守恒定律在碰撞中的应用.docx

广州市东圃中学物理学案 年 月 日第六章 碰撞与动量守恒定律碰撞类动量守恒问题的综合分析（1#）班别 姓名 学号 一、学习目标1掌握碰撞类动量守恒问题的常见模型。2用动力学、动量和能量观点解决常见的碰撞类问题。二、真题回顾(2015课标卷，35(2)如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间A的质量为m，B、C的质量都为M，三者均处于静止状态现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞设物体间的碰撞都是弹性的【感悟】1.由于物体间的碰撞是弹性的，你运用了哪两个规律列碰撞瞬间的物理关系式？ 2.如果A、C及A、B间加入弹簧，对本问题的处理会不会不同？三、课堂突破（一）含弹簧的碰撞类问题分析【情景探究一】两物块A，B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v=6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。请小组讨论，在以后的运动中：（1）B、C碰撞后瞬间，弹簧两端连接的物体速度如何变化？（2）碰撞过程中，机械能的损失应该如何求得？损失了多少？（3）系统中弹性势能的最大值出现在什么时候？是多少？【课堂突破一】(2013课标卷，35(2)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C，B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中：(1)整个系统损失的机械能；(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。【小结】1.弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度有什么特征？2.对碰撞过程的机械能损失的计算，你有什么心得？ （二）含圆弧相关的碰撞类问题分析【情景探究二】如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车。现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端。请小组讨论：1.小球在小车上到达最高点时，系统有什么运动特征？此时小球的速度多大？2.小球返回小车右端时，小车和小球的速度是多少？【课堂突破二】如图所示，质量m1=4.0 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.5 m， 右端连一个四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与小车水平面在点O相切，现有质量m2=1.0 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=5 m/s从左端滑上小车， 物块恰能到达圆弧轨道的最高点A，物块与车面间的动摩擦因数=0.5，g取10 m/s2。求：(1)光滑圆弧轨道半径； (2)物块与小车最终相对静止时，它距点O的距离。 【小结】1.在圆弧（斜面）轨道的最高点，两物体有什么运动特征？可以写出什么物理关系式？2.在上题中，如果m2会从四分之一圆弧的A点冲出轨道，又如何列关系式？（三）子弹打木块相关问题分析【情景探究三】如图所示，质量为3m，长度为L的木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度为v0，设木块对子弹的阻力始终保持不变。请小组讨论：（1）子弹穿透木块过程中，子弹和木块的运动速度如何变化？能的关系呢？（2）如何求出子弹穿透木块过程中受到的平均阻力？；【课堂突破三】（2011全国卷改编）装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击。通过对一下简化模型的计算可以粗略说明其原因。质量为2m、厚度为2d的钢板静止在水平光滑桌面上。质量为m的子弹以初速度v0垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿。现把钢板分成厚度均为d、质量均为m的相同两块，间隔一段距离水平放置，如图所示。若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，穿出后再射向第二块钢板。设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不会发生碰撞。不计重力影响。（1）子弹射穿质量为2m、厚度为2d的钢板后钢板的速度和此过程系统损失的机械能；（2）子弹射穿质量为m、厚度为d的第一块钢板后的速度；（3）子弹射入第二块钢板的深度。【小结】1.若子弹打入木块未穿出，系统的动量关系和能量关系如何？ 2.若子弹打入木块穿出，系统的动量关系和能量关系又如何？ 第六章 碰撞与动量守恒定律碰撞类动量守恒问题的综合分析（2#）班别 姓名 学号 三、课后巩固1(多选)质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是( )AM，m0，m速度均发生变化，分别为v1，v2，v3，而且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3Bm0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，而且满足Mv=Mv1+mv2Cm0的速度不变，M和m的速度都变为v，且满足Mv=(M+m)vDM，m0，m速度均发生变化，M，m0速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(M+m0)v0=(M+m0)v1+mv22质量为m的子弹，以水平速度v0射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中。在子弹进入木块过程中，下列说法正确的是()A子弹动能减少量等于木块动能增加量B子弹动量减少量等于木块动量增加量C子弹动能减少量等于子弹和木块内能增加量D子弹对木块的冲量大于木块对子弹的冲量3如图所示，半径为R的光滑圆槽质量为M，静止在光滑水平面上，其内表面有一质量为m的小球被细线吊着位于槽的边缘处，如将线烧断，小球滑行到最低点向右运动时，圆槽的速度为()A0 B，向左C，向右 D不能确定4（2011海南卷）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。5足够长的倾角为的光滑斜面的底端固定一轻弹簧，弹簧的上端连接质量为m、厚度不计的钢板，钢板静止时弹簧的压缩量为x0，如图所示。一物块从距钢板3x0的A处沿斜面滑下，与钢板碰撞后立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点，O为弹簧自然伸长时钢