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文档简介
1、高中物理选修35全部学案1 动量 冲量 (一)教学目标 1理解冲量和动量的概念,知道它们的单位和定义。 理解冲量和动量的矢量性,理解动量变化的概念。知道运用矢量运算法则计算动量变化,会正确计算一维的动量变化.(二)教学重点: 动量和冲量的概念 (三)教学难点:动量变化量的计算(四)知识梳理 : 思考与讨论:(1)取几颗弹丸,分发给学生传看将一颗弹丸装入玩具手枪,一手持枪,一手持纸靶,沿平行于黑板的方向击发:弹丸穿透纸靶接着,佯装再次装弹(不让学生知道实际是空膛),声明:数到三时,开枪然后举枪指向某一区域的同学,缓缓地数出一、二 、三,不等枪响,手枪所指区域的同学即已作出或抵挡或躲避的防御反应(
2、2)空气中的气体分子具有很大的速度(可达05m/s),它们无时不在撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位眼睛,为什么我们却毫不在乎? 一、动量(1)物理意义 (2)定义 (3)定义公式(4)单位(两个相等的单位)(5)性质 ()理 解;动量是状态量,对应速度为瞬时速度。动量是矢量,动量的改变的理解与计算遵循平行四边形定则。动量大小与动能大小之间的关系: (7)动量的改变的定义及公式、方向性 例1质量为2kg的垒球以30m/s的速度飞向击球手经击球手奋力打击后,以5m/s的速度反弹,设打击前后,垒球沿同一直线运动,试分析:()打击后,垒球的动量大小是变大了还是变小了,变大或变小了多少?(2)在打击过程
3、中,垒球的动量变化是多大?方向如何?(3)思考:在(1)、(2)两问中,结果为什么会不同?例2.下列关于动量的说法中,正确的是:( )物体做匀速圆周运动的动量总是在改变,而它的动能不变;b.物体做匀速圆周运动半周时间的动量改变为零,其动能改变也为零;物体做匀速圆周运动/4周时间动量改变的大小为原来的2倍;d.物体的运动状态改变,其动量一定改变思考与讨论:(1)如果一个物体处于静止状态,其动量为零.那么,我们怎样使它获得动量呢?()使静止物体获得动量的方法:施加作用力,并持续作用一段时间(3)使物体获得一定大小的动量,既可以用较大的力短时间作用,也可以用较小的力长时间作用。(请学生思考:跳高和跳
4、远有何区别?并举出短时间内使物体获得动量的若干实例)即不论力的大小和作用时间如何,只要两者的乘积相同,则产生的动力学效果就相同。二、冲量()物理意义 (2)定义 ()定义公式及适用条件 (4)单位(两个相等的单位) (5)性质(6)理解:冲量是过程量,要注意是哪个力在那个过程的冲量。冲量的物理意义可以用图像法描述。要注意意义的拓展。例.关于冲量的运算:静止在水平桌面上的物体,受到一个推力(以水平向右为正向), 则:(1)力在6内的冲量是多少?方向如何?()这个冲量在数值上与f-t图中阴影面积有何联系?t/sf/n246510150t/sf/n246510150(3)如果推力方向不变,在6s内从
5、零均匀增大到15n,你能计算出6内的冲量吗?例4在光滑水平桌面上静置一物体,现用方向不变的水平力作用在物体上,已知力的大小随时间变化如图所示,试求0s内作用力的总冲量。t/sf/n246051015例5如图所示为马车模型,马车质量为m,马的拉力f与水平方向成角,在拉力f的拉力作用下匀速前进了时间t,则在时间t内拉力、重力、阻力对物体的冲量大小分别为: ( ).ft,,ftsinb.fts,,tsinc.,mgt,ftosd.fcos,mg,tcos例6.质量相等的a、b两个物体,沿着倾角分别为和的两个光滑斜面,由静止从同 一高度h 2开始下滑到同样的另一高度 的过程中(如图所示),a、两个物体
6、相同的物理量是( )所受重力的冲量;b所受支持力的冲量;c所受合力的冲量;.动量改变量的大小同步训练:1.对于力的冲量的说法,正确的是:( )a.力越大,力的冲量就越大;作用在物体上的力大,力的冲量也不一定大cf与其作用时间1的乘积11等于f2与其作用时间的乘积f22,则这两个冲量相 同;.静置于地面的物体受到水平推力的作用,经时间t物体仍静止,则此推力的冲量为零2一个质量为m的小钢球,以速度v1竖直向下射到质量较大的水平钢板上,碰撞后被 竖直向上弹出,速度大小为v2,若v1 = v2 ,那么下列说法中正确的是:( )因为1= ,小钢球的动量没有变化b.小钢球的动量变化了,大小是m,方向竖直向
7、上;c.小钢球的动量变化了,大小是mv,方向竖直向下;d小钢球的动量变化了,大小是mv,方向竖直向上。3.物体动量变化量的大小为5kgm/s,这说明:( )物体的动量在减小 .物体的动量在增大c物体的动量大小也可能不变 d.物体的动量大小一定变化.以初速度2/竖直向上抛出一个质量为05g的物体,不计空气阻力,g取10m/s2.则抛出后第1末物体的动量为_gm/,抛出后第3s末物体的动量为_kgm/,抛出s内该物体的动量变化量是_gm/s(设向上为正方向)5如图所示,用一个与水平面成角的恒力f,推着质量为m的木箱沿光滑水平面运动,则在作用时间t内,下列说法中正确的是:( )a推力的冲量tosb重
8、力的冲量为0推力f的冲量是f; d.木箱的合外力冲量是f在离地面同一高度有质量相同的三个小球、,球以速率竖直上抛,球以相同速率竖直下抛,球做自由落体运动,不计空气阻力,下列说法正确的是( ) a.球与球落地时动量相同; b球与球落地时动量的改变量相同; c.三球中动量改变量最大的是球,最小的是球; .只有、两球的动量改变量方向是向下的。7对于力的冲量的说法,正确的是:( )a力越大,力的冲量就越大.作用在物体上的力越大,力的冲量也不一定大c.1与其作用时间t1的乘积f1t1的大小等于f2与其作用时间t2的乘积f2t2的大小,则这两个冲量相同.静置于地面的物体受到水平推力f的作用,经时间t物体仍
9、静止,则此推力的冲量 为零8.下列说法正确的是:( )a.动量为零时,物体一定处于平衡状态 b动能不变,物体的动量一定不变 物体所受合外力大小不变时,其动量大小一定要发生改变 d.物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动9.一个质量为03kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大 小v和碰撞过程中墙对小球做功的大小w为:( )a.= b.v=1/s c.=0 d.w=0.j10.一个质量 k的物体,以初速度10m/s水平抛出,则抛出时动量的大小为_kgm/s;1 s末物体的动量大小为_km/s,这1 s
10、内动量的变化大小为_ms,方向为_。这1 内重力的冲量大小为_,方向为_(g1 m/s2)11.关于物体的动量,下列说法中正确的是( )a物体的动量越大,其惯性也越大;同一物体的动量越大,其速度不一定越大.物体的加速度不变,其动量一定不变.运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向12下列说法中正确的是( )a.合外力的冲量是物体动量变化的原因.若合外力对物体不做功,则物体的动量一定不变.作用在物体上的合外力越小,物体的动量变化越小d物体如果不受外力作用,则物体的动量保持不变13若物体在运动过程中受到的合力不为零,则( ).物体的动能不可能总是不变的;b.物体的动量不可能总是不变的物体
11、的加速度一定变化;d.物体的速度方向一定变化14.物体在恒定的合力f作用下做直线运动,在时间内速度由0增大到v,在时间t2内速度由v增大到2v。设f在t1内做的功是w,冲量是;在2内做的功是2,冲量是i2,那么( )ai1i,w1=; b.i1i,1; ci1=i2,1w d.i1=i2,w1t b.ta=tb ct 下b上i下ci上=i下 条件不足,无法判定5对下列几个物理现象的解释,正确的有( )a击钉时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻;跳高时,在沙坑里填沙,是为了减小人落地时地面对人的冲量;在车内推车推不动,是因为外力冲量为零;初动量相同的两个物体受相同制动力作用,质量小的先停下来6三颗
12、水平飞行的质量相同的子弹a、c以相同速度分别射向甲、乙、丙三块竖直固定的木板。能穿过甲木板,嵌入乙木板,被丙木板反向弹回。上述情况木板受到的冲量最大的是( )a甲木板 .乙木板 c.丙木板 d三块一样大7质量为的物体放在水平面上,在水平外力f的作用下由静止开始运动,经时间t撤去该力,若物体与水平面间的动摩擦因数为,则物体在水平面上一共运动的时间为_。8.据报道,194年7月中旬,苏梅克列韦9号彗星(已分裂成若干块)与木星相撞,碰撞后彗星发生巨大爆炸,并与木星融为一体。假设其中的一块质量为101012kg,它相对于木星的速度为.010/。在这块彗星与木星碰撞的过程中,它对木星的冲量是 多少? 9
13、质量为kg的物体沿直线运动,其v-t图象如图所示,则此物体前s和后4内受到的合外力冲量分别为 _和_。10.一个质量为0kg的杂技演员练习走钢丝时使用安全带,当此人走到安全带上端的固定点的正下方时不慎落下,下落5m时安全带被拉直,此后又经过.s的缓冲,人的速度变为零,求这0.5s内安全带对人的平均拉力多大?(g取10/s2)1.下面关于物体动量和冲量的说法,正确的是( )a.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变c.物体动量增量的方向,就是它所受合外力的冲量方向d.物体所受合外力冲量越大,它的动量变化就越大1.篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。
14、接球时,两手随球迅速收缩至胸前。这样做可以:( )a.减小球对手的冲量; b.减小球对手的冲击力c.减小球的动量变化量; 减小球的动能变化量13.下列说法中正确的是( )a.合外力的冲量是物体动量变化的原因.若合外力对物体不做功,则物体的动量一定不变c.作用在物体上的合外力越小,物体的动量变化越小d.物体如果不受外力作用,则物体的动量保持不变14.从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是:( )a.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小c.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地
15、上的玻璃杯动量改变慢掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用力大,而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小1关于物体所受冲量跟其受力情况和运动情况的关系,下列说法正确的是( ).物体受到的冲量越大,它的动量变化一定越快物体受到的冲量越大,它的动量变化一定越大物体受到的冲量越大,它受到的合外力一定越大d.物体受到的冲量越大,它的速度变化一定越快16在任何相等的时间内,物体动量的变化不相等的运动是( )a匀变速直线运动; b.匀速圆周运动;.自由落体运动; 平抛运动17跳远或跳高运动员在跳远或跳高时,总是跳到沙坑里或跳到海绵垫上,这样做是为了( )减小运动员的动量变化减小运动员所受的冲量延长着地过程
16、的作用时间减小着地时运动员所受的平均作用力a; b.; c.; d18质量为m的物体以初速度0做平抛运动,经时间,下落高度为h,速度大小为,在此过程中,该物体重力冲量的大小表达不正确的是( ).v-mv0; bmgt; c d.m19.甲、乙两质量相等的小球自同一高度以相同的速率抛出,甲做平抛运动,乙做竖直上抛运动,则从抛出到落地的过程中( )乙球动量的增量小于甲球动量的增量b乙球所受重力的冲量大于甲球所受重力的冲量c两球所受重力的冲量相等;d.两球落地时动量相同20.质量为m的物体在外力f的作用下(的方向与运动方向一致),经过t后,物体动量由m1增加到mv2,如果力、作用时间不同,下列哪一个
17、结论是正确的是( )a在2f作用下经2t,物体的动量为4mv2在2f作用下经,物体的动量为4mv1c.在2f作用下经t,物体的动量为m(2v2-v1)d.在f作用下经2t,物体的动量增加2m(2v1)2.一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h时的动量大小为p,当它下落2h时动量大小为p2,那么1:p2等于( )a1:1; b.1:; c1:; .1:22.关于冲量,下列说法正确的是()a.物体所受合力的冲量是物体动量变化的原因b.作用在静止物体上的力的冲量一定为零c.动量越大的物体受到的冲量越大d.物体所受合力的冲量的方向就是物体受力的方向23.蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹
18、性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60 kg的运动员,从离水平网面3.m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面50 m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2 s,若把这段时间内网对运动员的作用力当成恒力处理,求此力的大小。(g取10/2)4.在水平力f=0 的作用下,质量m=5 k的物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数=0.2,若f作用6 s后撤去,撤去后物体还能向前运动多长时间才停止?(g取0 m/s2)5一辆轿车强行超车时,与另一辆迎面驶来的轿车相撞,两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5 m,据测算两车相撞前速度约为30ms,则:(1)假设两
19、车相撞时人与车一起做匀减速运动,试求车祸中车内质量约6kg的人受到的平均冲力是多大;(2)由于人系有的安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s,求这时人体受到的平均冲力为多大。26一个质量是0k的人从墙上跳下,以7m/s的速度着地,与地面接触0.1s停下来,地面对他的作用力多大?如果他着地时弯曲双腿,用了.3钟停下来,地面对他的作用力又是多大?取g=10m/s2。27.一个质量为m=0.4kg的足球以0m/s的速度水平飞向球门。守门员跃起用双拳将足球以2ms的速度反方向击出,守门员触球时间约为.s,问足球受到的平均作用力为多大?方向如何?28.在光滑的水平面上,并排放着质量相等的物体a和b,并
20、静止于水平面上,现用水平恒力f推,此时沿方向给b一个瞬时冲量,当a追上b时,它们运动的时间是( )b c. d.29.汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶,突然拖车与汽车脱钩,而汽车的牵引力不变,各自受的阻力不变,则脱钩后,在拖车停止运动前( ).汽车和拖车的总动量不变b汽车和拖车的总动能不变.汽车和拖车的总动量增加d汽车和拖车的总动能增加30a、b两物体沿同一直线分别在、作用下运动,如图所示为它们的动量p随时间变化的规律,设在图中所示的时间内a、b两物体所受冲量的大小分别为、 那么 ( )a,方向相同c.,方向相同 d.,方向相反31在离地面同一高度有质量相同的三个小球、,球以速率竖直上抛,球以
21、相同速率竖直下抛,球做自由落体运动,不计空气阻力,下列说法正确的是( ) a.球与球落地时动量相同; b球与球落地时动量的改变量相同; c三球中动量改变量最大的是球,最小的是球; d只有、两球的动量改变量方向是向下的。3.如图所示是一种弹射装置,弹丸的质量为,底座的质量为,开始时均处于静止状态。当弹丸以速度(相对于地面)发射出去后,底座的速度大小为,在发射弹丸过程中,底座受地面的( ) a.摩擦力的冲量为零; b.摩擦力的冲量为,方向向右; c.摩擦力的冲量为,方向向右;d.摩擦力的冲量为,方向向左;3在光滑的水平面上有一静止物体,在一个大小不变的水平力作用下运动起来,此力持续作用t时间,立刻
22、改为相反方向而大小不变,再持续作用t时间,然后撤掉此力,下列说法中正确的是( )a.在2时间内物体受到的冲量为零,物体的末速度为零在2t时间内物体受到的冲量不为零,物体的末速度为零.在2时间内物体受到的冲量为零,物体的末速度不为零d.在时间内物体受到的冲量不为零,物体的末速度不为零34三颗相同的子弹a、b、以相同的水平速度分别射向甲、乙、丙三块静止放置的竖直木板,a穿过甲板,嵌入乙板,c被丙板反弹。则三块木板中受到冲量最大的木板是( )a.甲板 b.乙板 c.丙板 d.三块木板受到的冲量相同35.两个质量不同的物体,正沿水平面运动,某时刻二者的动量恰好相同,对此后的运动下列分析正确的是:( )
23、若所受阻力相同,则质量大的物体运动时间会长一些b若所受阻力相同,则质量小的物体运动时间会长一些c若动摩擦因数相同,则质量大的物体运动时间会长一些d若动摩擦因数相同,则质量小的物体运动时间会长一些6如下图,在地面上固定一个质量为m的竖直木杆,一个质量为m的人以加速度沿杆匀加速向上爬,经时间t,速度由零增加到v,在上述过程中,地面对木杆的支持力的冲量为(). (mg+mgma)t b.(m+); c.(mg+mg+)t; . v37关于一对作用力与反作用力在作用过程中的总功和总冲量i,下列说法中正确的是()一定等于零,i可能不等于零; 可能不等于零,i一定等于零;w和一定都等于零; .和i可能都不
24、等于零。38.(湖北重点高中4月联考)质量为的小物块,在与水平方向成角的力f作用下,沿光滑水平面运动,物块通过a点和b点的速度分别是va和vb,物块由a运动到b的过程中,力对物块做功w和力f对物块作用的冲量i的大小是( )a;w=2/ va2 ; b. wmb2/2 va22 ;. i =vbmv; d.m vbva.3 动量守恒定律 (一)、教学目标: 1知道动量守恒定律的内容,掌握动量守恒定律成立的条件,并在具体问题中判断动量是否守恒。 2.学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。 3知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。(二)、教学重点:重点是动量守恒定律的推导及
25、其守恒条件的分析(三)、教学难点:难点是动量守恒定律的理解和守恒条件的分析。(四)知识梳理 思考与讨论:请两个同学穿上旱冰鞋,静止在教室水泥地上,总动量为,相互用力推开后,问总动量为多少?(接下来通过实验建立模型分析)1.理论推导动量守恒定律并分析成立条件v1abv2v2v1baab甲:初始状态乙:相互作用丙:最后状态物理情景如图表示在光滑水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别是m和2,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是1和2,且21。则:(1)系统: (2)外力: ()内力: (4)成立条件: .动量守恒定律的内容:公式:守恒条件:(理想化守恒) (近似守恒) (单方向动量守恒) 适用
26、范围:比牛顿定律具有更广的适用范围,微观、高速意义:虽然由恒力作用推导得出,但实践证明既适用于恒力也适用于变力。尤其研究短时变力或多作用的复杂过程更为方便,特点是不考虑中间细节,只需抓住作用前及作用后的初末态。机械能守恒的问题动量不一定守恒,动量守恒的问题机械能也不一定守恒。高中阶段只研究作用前作用后速度共线情况,即一维情况。斜碰这样的作用不研究。从现代物理学的理论高度来认识,动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反,每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家
27、们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生衰变放出电子时,按动量守恒,反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示,两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象,190年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量,在实验中极难测量,直到96年人们才首次证明了中微子的存在。(00年高考综合题23 就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现,两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了。理解:(1)矢量性(2)速度必须选择大地为参照物(3)状态量。注意对应某一
28、时刻的速度或者单方向分速度(同一性)(4)推导动量守恒的知识依据(5)抓住研究对象选取必须为相互作用的物体系统,区分外力和内力,正确识别是否动量守恒及哪一种情况的动量守恒。应用:()选择相互作用的系统为研究对象()选过程确定初末态(3)对研究对象进行受力分析()守恒条件的判定(5)选择正方向(6)列方程求解例.子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块,此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中,子弹与木块作为一个系统动量是否守恒?说明理由。ab例2.质量为30g的小孩以8m/的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车,已知平板车的质量为0g,求小孩跳上车后他们共同的速度?.将物体p从置于光滑
29、水平面上的斜面体q的顶端以一定的初速度沿斜面往下滑,如图 54所示在下滑过程中,p的速度越来越小,最后相对斜面静止,那么由p和q组成的系统( )a.动量守恒 b.水平方向动量守恒最后和以一定的速度共同向左运动d.最后和q以一定的速度共同向右运动例抛出的手雷在最高点时水平速度为1m/,这时突然炸成两块,其中大块质量300仍按原方向飞行,其速度测得为0m/s,另一小块质量为200g,求它的速度的大小和方向?例5质量为的小车在水平地面上以速度v0匀速向右运动。当车中的砂子从底部的漏斗 中不断流下时,车子速度将( )a减小 .不变 c.增大 d.无法确定例6连同炮弹在内的车停放在水平地面上。炮车和弹质
30、量为m,炮膛中炮弹质量为,炮车与地面同时的动摩擦因数为,炮筒的仰角为。设炮弹以速度射出,那么炮车在地面上后退的距离为_。例7甲、乙两人在摩擦可略的冰面上以相同的速度相向滑行。甲手里拿着一只篮球,但总质量与乙相同。从某时刻起两人在行进中互相传球,当乙的速度恰好为零时,甲的速度为_,已知此时球在甲的手里。例.某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾,设水的阻力不计, 那么在这段时间内人和船的运动情况是:( )a.人匀速走动,船则匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比b.人匀加速走动,船则匀加速后退,且两者的速度大小一定相等c不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小
31、与它们的质量成反比d人走到船尾不再走动,船则停下例9如图所示,放在光滑水平桌面上的a、b木块中部夹一被压缩的弹簧,当弹簧被放开时,它们各自在桌面上滑行一段距离后,飞离桌面落在地上。的落地点与桌边水平距离.5m,b的落地点距离桌边1m,那么( )a.a、b离开弹簧时的速度比为2; 、b质量比为21c未离开弹簧时,a、b所受冲量比为1;d.未离开弹簧时,a、b加速度之比12例0.如图所示,在沙堆表面放置一长方形木块,其上面再放一个质量为=0.10kg的爆竹b,木块的质量为m6.0kg。当爆竹爆炸时,因反冲作用使木块陷入沙中深度h=50cm,而木块所受的平均阻力为f=8n。若爆竹的火药质量以及空气阻
32、力可忽略不计,取,求爆竹能上升的最大高度?同步练习:1如图所示,质量分别为m和m的铁块a和b用细线相连,在恒定的力作用下在水平桌面上以速度v匀速运动.现剪断两铁块间的连线,同时保持拉力不变,当铁块停下的瞬间铁块的速度大小为_.2.质量为m的小车静止在光滑的水平面上,质量为m的小球用细绳吊在小车上o点,将小球拉至水平位置a点静止开始释放(如图所示),求小球落至最低点时速度多大?(相对地的速度)如图所示,在光滑水平面上有两个并排放置的木块a和b,已知a=05 k,m=0.3 kg,有一质量为mc=0.1g的小物块c以20/s的水平速度滑上表面,由于c和a、b间有摩擦,c滑到b表面上时最终与以2.m
33、s的共同速度运动,求:(1)木块的最后速度? ()c离开a时c的速度?4在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是( )若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开b.若两球质量相同,碰后以某一相等速率同向而行c若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相分开若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行5如图所示,用细线挂一质量为m的木块,有一质量为的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计),木块的速度大小为( )a. bc d质量为kg的小车以2m/的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为2k的砂袋以3m/的速度
34、迎面扔上小车,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是( )a.6m/s,向右 .26m/s,向左 c.5ms,向左 d.m/s,向右7车厢停在光滑的水平轨道上,车厢后面的人对前壁发射一颗子弹。设子弹质量为m,速度v,车厢和人的质量为m,则子弹陷入前车壁后,车厢的速度为( )./m,向前 b.mv/,向后 c.m/(m+),向前 d.08.向空中发射一物体,不计空气阻力。当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则( )ab的速度方向一定与原速度方向相反b.从炸裂到落地的这段时间里,飞行的水平距离一定比b的大a、b一定同时到达水平地面d.在炸
35、裂过程中,a、b受到的爆炸力的冲量大小一定相等两质量均为的冰船a、b静止在光滑冰面上,轴线在一条直线上,船头相对,质量为m的小球从a船跳入b船,又立刻跳回,a、b两船最后的速度之比是_。.3 动量守恒定律 习题课动量守恒定律的应用一碰撞a a b a b a bv1vv1/v2/ 两个物体在极短时间内发生相互作用,这种情况称为碰撞。由于作用时间极短,一般都满足内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。仔细分析一下碰撞的全过程:设光滑水平面上,质量为m1的物体a以速度v1向质量为2的静止物体b运动,b的左端连有轻弹簧。在位置、b刚好接触,弹簧开
36、始被压缩,a开始减速,b开始加速;到位置a、速度刚好相等(设为v),弹簧被压缩到最短;再往后、b开始远离,弹簧开始恢复原长,到位置弹簧刚好为原长,a、b分开,这时a、b的速度分别为。全过程系统动量一定是守恒的;而机械能是否守恒就要看弹簧的弹性如何了。(1)弹簧是完全弹性的。系统动能减少全部转化为弹性势能,状态系统动能最小而弹性势能最大;弹性势能减少全部转化为动能;因此、状态系统动能相等。这种碰撞叫做弹性碰撞。由动量守恒和能量守恒可以证明、b的最终速度分别为:。(这个结论最好背下来,以后经常要用到。)(2)弹簧不是完全弹性的。系统动能减少,一部分转化为弹性势能,一部分转化为内能,状态系统动能仍和
37、相同,弹性势能仍最大,但比小;弹性势能减少,部分转化为动能,部分转化为内能;因为全过程系统动能有损失(一部分动能转化为内能)。这种碰撞叫非弹性碰撞。(3)弹簧完全没有弹性。系统动能减少全部转化为内能,状态系统动能仍和相同,但没有弹性势能;由于没有弹性,a、b不再分开,而是共同运动,不再有过程。这种碰撞叫完全非弹性碰撞。可以证明,、b最终的共同速度为。在完全非弹性碰撞过程中,系统的动能损失最大,为:。(这个结论最好背下来,以后经常要用到。)重新归纳一下碰撞的分类及含义:v1【例1】 质量为m的楔形物块上有圆弧轨道,静止在水平面上。质量为m的小球以速度v1向物块运动。不计一切摩擦,圆弧小于9且足够
38、长。求小球能上升到的最大高度h 和物块的最终速度v。点评:本题和上面分析的弹性碰撞基本相同,唯一的不同点仅在于重力势能代替了弹性势能。例2 动量分别为kgm/和6kgm/s的小球a、b沿光滑平面上的同一条直线同向运动,a追上b并发生碰撞后。若已知碰撞后a的动量减小了kgm/,而方向不变,那么a、质量之比的可能范围是什么?(本题答案)(变化)有、b两个小球向右沿同一直线运动,取向右为正,两球的动量分别是=5kgm/s,b=7kg/s,如图所示.若能发生正碰,则碰后两球的动量增量pa、p可能是( )pa=3kgm/s;pb kgm/s; bpa=km/;p=3k/sc.p=-k/s;pb =0kg
39、m/;d.p=3kgm/s;b -3km/s点评:此类碰撞问题要考虑三个因素:碰撞中系统动量守恒;碰撞过程中系统动能不增加;碰前、碰后两个物体的位置关系(不穿越)和速度大小应保证其顺序合理。这是碰撞问题的三个依据。例3.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,下列现象可能的是( )a若两球质量相等,碰后以某一相等速率互相分开b.若两球质量相等,碰后以某一相等速率同向而行c.若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相分开若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行例4.一质量为m的木块放在光滑的水平桌面上处于静止状态,一颗质量为m的子弹以速度v0沿水平方向击中木块,并留在其中与木块共同运动,
40、则子弹对木块的冲量大小是( )a、 ; b、; c、v ; d、v-例质量相同的两个小球在光滑水平面上沿连心线同向运动,球的动量为 kgms,球2的动量为5 kgms,当球追上球时发生碰撞,则碰撞后两球动量变化的可能值是().=-gm/,2= gm/;b.p1=-1k/s,p2=4 m/sp=-9 kgm/,p=9km/s;p=-1 kgm/,p2=0k/例在质量为的小车中挂有一单摆,摆球的质量为,小车(和单摆)以恒定的速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短。在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的:( )a.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分
41、别变为、,满足b摆球的速度不变,小车和木块的速度变为和,满足c摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为,满足m(m+m)d.小车和摆球的速度都变为,木块的速度变为,满足例7.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p甲=5 kgm/s,p乙7 kgs,甲追乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为p乙10/s,则两球质量甲与m乙的关系可能是( )a.m甲=乙.乙=2甲 c.m乙=4m甲d.m乙=6甲图523例8.如图23所示,质量为m的小车在光滑的水平面上以v向右匀速运动,一个质量为m的小球从高处自由下落,与小车碰撞后,反弹上升的最大高度仍为h.设m ,发生碰撞时弹力n mg,球与车之间的
42、动摩擦因数为,则小球弹起后的水平速度可能是( )( )a.v0; .0;c; d.-v0例9如图527所示,甲、乙两辆完全一样的小车,质量都为,乙车内用绳吊一质量为0.5 的小球,当乙车静止时,甲车以速度与乙车相碰,碰后连为一体,则碰后两车的共同速度为_.当小球摆到最高点时,速度为_. 碰撞同步练习题a组1.在光滑的水平面上有、b两球,其质量分别为ma、b,两球在t时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度时间图象如图所示,下列关系式正确的是()mab; bmamb; cmab;d.无法判断2.如图所示,光滑水平面上有大小相同的、两球在同一直线上运动。两球质量关系为mb2a,规定向右为正方向,a、b两球的动量均为 kgm/,运动中两球发生碰撞,碰撞后a球的动量增量为4 kgm/s。则( )a.左方是球,碰撞后a、b两球速度大小之比为25b.左方是a球,碰撞后a、b两球速度大小之比为10c.右方是球,碰撞后a、b两球速度大小之比为25d.右方是a球,碰撞后a、b两球速度大小之比为1103.一中子与一质量数为(1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )a. b c. d.4.如图所示,在光滑水平地面
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