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文档简介
1、高中物理选修3-5鲁科版一、动量定理及应用1内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量变化2公式:Ftmv2mv1,它为一矢量式,在一维情况时选取正方向后可变为代数式运算3研究对象是质点应用动量定理分析或解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程4解题思路:(1)确定研究对象,进行受力分析;(2)确定初末状态的动量mv1和mv2(要先规定正方向,以便确定动量的正负,还要把v1和v2换成相对于同一惯性参考系的速度);(3)利用Ftmv2mv1列方程求解【例1】质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与
2、地面碰撞前后的动量变化为_ kgm/s.若小球与地面的作用时间为0.2 s,则小球受到地面的平均作用力大小为_N(取g10 m/s2)答案212二、多过程问题中的动量守恒1合理选择系统(由哪些物体组成)和过程,分析系统所受的外力,看是否满足动量守恒的条件分析物体所经历的过程时,注意是否每个过程都满足动量守恒2合理选择初、末状态,选定正方向,根据动量守恒定律列方程【例2】 (2013山东高考)如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.开始时C静止,A、B一起以v05 m/s的速度匀速向右运动,A与C发生
3、碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小答案2 m/s解析长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上,两者碰撞时间极短,碰撞过程中滑块B与长木板A间的摩擦力可以忽略不计,长木板A与滑块C组成的系统,在碰撞过程中动量守恒,则mAv0mAvAmCvC两者碰撞后,长木板A与滑块B组成的系统,在两者达到同速之前系统所受合外力为零,系统动量守恒,mAvAmBv0(mAmB)v长木板A和滑块B达到共同速度后,恰好不再与滑块C碰撞,则最后三者速度相等,vCv联立以上各式,代入数值解得:vA2 m/s【例3】两块厚度相同的木块
4、A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为mA0.5 kg,mB0.3 kg,它们的下底面光滑,上表面粗糙;另有一质量mC0.1 kg的滑块C(可视为质点),以vC25 m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为3.0 m/s,求:(1)当C在A上表面滑动时,C和A组成的系统动量是否守恒?C、A、B三个物体组成的系统动量是否守恒?(2)当C在B上表面滑动时,C和B组成的系统动量是否守恒?C刚滑上B时的速度vC是多大?答案(1)不守恒守恒(2)守恒4.2 m/s解析(1)当C在A上表面滑动时,由于B对A有作用力,C和A组成的系统动量不守
5、恒对于C、A、B三个物体组成的系统,所受外力的合力为零,动量守恒(2)当C在B上表面滑动时,C和B发生相互作用,系统不受外力作用,动量守恒由动量守恒定律得:mCvCmBvA(mBmC)vBCA、B、C三个物体组成的系统,动量始终守恒,从C滑上A的上表面到C滑离A,由动量守恒定律得:mCvCmCvC(mAmB)vA由以上两式联立解得vC4.2 m/s,vA2.6 m/s.三、动量和能量综合问题分析1动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式;而动能定理和能量守恒定律是标量表达式,不能写分量表达式2动量守恒及机械能守恒都有条件注意某些过程动量守恒,但机械能不守恒;某些过程机械能守恒,但动量不守恒;某些过程动量和机械能都守恒但机械能不守恒的过程,能量仍守恒3当两物体相互作用后具有相同速度时,相互作用过程损失的机械能最多【例4】 (2013河北石家庄高二期末)如图所示,在一光滑的水平面上,有三个质量都是m的物体,其中B、C静止,中间夹着一个质
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