（动量和能量的综合应用）人教版物理选修3-5教学课件

1、讲解人：精品课件 时间：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第7节 能量和动量的综合应用第16章 动量守恒定律人教版高中物理选修3-5第一页，共二十页。学习目标1.熟练掌握动量守恒定律的运用.2.利用动量守恒定律结合能量守恒解决相关功能关系问题第二页，共二十页。1.把滑块、木板看做一个整体，摩擦力为内力，在光滑水平面上滑块和木板组成的系统动量守恒.2.由于摩擦生热，机械能转化为内能，系统机械能不守恒.应由能量守恒求解问题.3.滑块若未滑离木板时最后二者有共同速度，机械能损失最多.【要点精华】主题一、滑块木板模型第三页，共二十页。典例1如图所示，在光滑的水平

2、面上有一质量为M的长木板，以速度v0向右做匀速直线运动，将质量为m的小铁块轻轻放在木板上的A点，这时小铁块相对地面速度为零，小铁块相对木板向左滑动.由于小铁块和木板间有摩擦，最后它们之间相对静止，已知它们之间的动摩擦因数为，问：典型例题第四页，共二十页。解析木板与小铁块组成的系统动量守恒.以v0的方向为正方向，由动量守恒定律得，Mv0(Mm)v，则v .(1)小铁块跟木板相对静止时，它们的共同速度多大？典型例题第五页，共二十页。(2)它们相对静止时，小铁块与木板上的A点距离多远？解析由功能关系可得，摩擦力在相对位移上所做的功等于系统动能的减少量，mgx相Mv(Mm)v2.解得x相.典型例题第六

3、页，共二十页。(3)在全过程中有多少机械能转化为内能？解析方法一：由能量守恒定律可得，方法二：根据功能关系，转化成的内能等于系统克服摩擦力做的功，即典型例题第七页，共二十页。典例2如图所示，光滑水平桌面上有长L2 m的挡板C，质量mC5 kg，在其正中央并排放着两个小滑块A和B，mA1 kg，mB3 kg，开始时三个物体都静止.在A、B间放有少量塑胶炸药，爆炸后A以6 m/s的速度水平向左运动，A、B中任意一块与挡板C碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求：解析A、B、C系统动量守恒，有0(mAmBmC)vC，解得vC0.答案0(1)当两滑块A、B都与挡板C碰撞后，C的速度是多大；典型例题

4、第八页，共二十页。解析炸药爆炸时A、B系统动量守恒，有mAvAmBvB解得：vB2 m/s所以A先与C碰撞，A、C碰撞前后系统动量守恒，有mAvA(mAmC)v解得v1 m/sA、C碰撞过程中损失的机械能(2)A、C碰撞过程中损失的机械能.典型例题第九页，共二十页。1.子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，则系统动量守恒.2.在子弹打木块过程中摩擦生热，系统机械能不守恒，机械能向内能转化.3.若子弹不穿出木块，二者最后有共同速度，机械能损失最多.【要点精华】主题二、子弹打木块模型第十页，共二十页。典例3如图所示，在水平地面上放置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v射入木块

5、(未穿出)，若木块与地面间的动摩擦因数为，求：(1)子弹射入后，木块在地面上前进的距离；(2)射入的过程中，系统损失的机械能；(3)子弹在木块中打入的深度.典型例题第十一页，共二十页。解析因子弹未射出，故碰撞后子弹与木块的速度相同，而系统损失的机械能为初、末状态系统的动能之差.(1)设子弹射入木块后，二者的共同速度为v，取子弹的初速度方向为正方向，则由动量守恒得：mv(Mm)v二者一起沿地面滑动，前进的距离为x，由动能定理得：(Mm)gx0 (Mm)v2由两式解得：x典型例题第十二页，共二十页。答案典型例题第十三页，共二十页。1.对于弹簧类问题，在作用过程中，若系统合外力为零，则满足动量守恒.

6、2.整个过程往往涉及到多种形式的能的转化，如：弹性势能、动能、内能、重力势能的转化，应用能量守恒定律解决此类问题.3.注意：弹簧压缩最短时，弹簧连接的两物体速度相等，此时弹簧弹性势能最大.【要点精华】三、弹簧类模型第十四页，共二十页。例4两物块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v6 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.则在以后的运动中：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？解析当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大.由A、B、C三者组成的系统动量守恒得，(mA

7、mB)v(mAmBmC)vABC，解得vABC3 m/s.典型例题第十五页，共二十页。(2)系统中弹性势能的最大值是多少？解析B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为vBC，则mBv(mBmC)vBC得：vBC2 m/s，设物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒答案12 J典型例题第十六页，共二十页。1.含有弹簧类的碰撞问题，要特别注意物块碰撞中机械能可能转化为内能，所以全过程看系统机械能往往不守恒.2.处理动量和能量结合问题时应注意的问题(1)守恒条件：动量守恒条件是系统所受合外力为零，而机械能守恒条件是合外力做的功为零.(2)分析重点：判断动

8、量是否守恒研究系统的受力情况，而判断机械能是否守恒及能量的转化情况研究系统的做功情况.(3)表达式：动量为矢量式，能量为标量式.(4)注意：某一过程中系统动量守恒，但机械能不一定守恒，反之，机械能守恒的过程动量不一定守恒.总结提升第十七页，共二十页。1.(多选)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较()A.子弹对滑块做功一样多B.子弹对滑块做的功不一样多C.系统产生的热量一样多D.系统产生的热量不一定多AC课堂练习第十八页，共二十页。2.(多选)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示.现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止.