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1、2022年高中物理 碰撞與動(dòng)量守恒復(fù)習(xí)學(xué)案 粵教版選修3
一、復(fù)習(xí)目標(biāo):
1.知識(shí)與技能:
(1)、了解四種物理模型:彈性碰撞、非彈性碰撞、爆炸、反沖運(yùn)動(dòng);
(2)、理解三個(gè)概念:動(dòng)量、動(dòng)量的改變量、沖量,注意它們的矢量性。
(3)、掌握兩個(gè)規(guī)律:動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容及其適用條件;
2.過(guò)程與方法:
逐步掌握運(yùn)用“守恒”觀點(diǎn)處理物理問(wèn)題的科學(xué)思想,學(xué)會(huì)運(yùn)用動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律解題的基本思路與方法;
3、情感與價(jià)值觀:了解我國(guó)先進(jìn)的運(yùn)載火箭系列及飛速發(fā)展的航天事業(yè),立志獻(xiàn)身祖國(guó)科學(xué)事業(yè),愛(ài)國(guó)從愛(ài)科學(xué)開(kāi)始。
二、知識(shí)梳理:
1、什么叫“動(dòng)量的改變量△P”?△P的方向就
2、是動(dòng)量P的方向嗎?請(qǐng)例舉物體動(dòng)量發(fā)生改變的三種形式。
2、什么叫“動(dòng)量定理”?寫(xiě)出表達(dá)式;
3、“動(dòng)量守恒定律”的內(nèi)容是什么?寫(xiě)出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式。
4、“動(dòng)量守恒定律”的適用條件:在下列四種情況下,可以使用動(dòng)量守恒定律的有哪些?( )
(A)系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零;
(B)系統(tǒng)所受外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力,如碰撞或爆炸瞬間,外力可以忽略不計(jì);
(C)系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力的矢量和為零,或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力,則該方向動(dòng)量守恒;
(D)系統(tǒng)只受重力作用或只有重力做功;
5、運(yùn)用“動(dòng)量守恒定律”解題的一般步驟是:
3、 ;
①.設(shè)定正方向,分別寫(xiě)出系統(tǒng)初、末狀態(tài)的總動(dòng)量;
②.確定研究對(duì)象組成的系統(tǒng),分析其物理過(guò)程是否滿足動(dòng)量守恒的應(yīng)用條件;
③.解方程,統(tǒng)一單位后代入數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算,列出結(jié)果;
④.根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程;
6、彈性碰撞、非彈性碰撞、爆炸三個(gè)物理過(guò)程有何共同點(diǎn)?有何不同點(diǎn)?
三、講與練
1、動(dòng)量的改變、動(dòng)量定理
【例1】質(zhì)量1.2Kg的籃球以10m/s的水平速度與墻壁碰撞,又以原速率彈回,(1)籃球的動(dòng)量改變量△P= Kg·m/s,方向是 ,墻壁對(duì)籃球的沖量I= N·S,方向是
4、 。(2)如果籃球與墻壁的作用時(shí)間為0.1s,籃球?qū)Ρ诘钠骄鶝_力F= N。
我懂了!
還不明白
拓展:質(zhì)量0.5Kg的皮球從5m高處由靜止下落到水平地面,彈跳后達(dá)到的最大高度是3.2m,如果皮球與地面的作用時(shí)間為0.05S,求地面對(duì)皮球的平均作用力。(g=10m/s2)
我懂了!
還不明白
2、系統(tǒng)動(dòng)量守恒的判定
【例2】在光滑水平面上兩輛小車(chē)中間有一彈簧,如圖,用手抓住小車(chē)并使彈簧壓縮后讓小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)。將兩小車(chē)及彈簧看作一個(gè)系統(tǒng),下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩手同時(shí)放開(kāi)后,系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零;
5、B.先放開(kāi)左手,再放開(kāi)右手,從放開(kāi)左手開(kāi)始系統(tǒng)動(dòng)量守恒;
我懂了!
還不明白
C.先放開(kāi)左手,再放開(kāi)右手,總動(dòng)量方向向左;
D.無(wú)論何時(shí)放手,兩手放開(kāi)后,系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變,但不一定為零。
拓展:把一支槍水平固定在小車(chē)上,小車(chē)放在光滑的水平地面上,槍發(fā)射出一顆子彈時(shí),關(guān)于槍、彈、車(chē),下列說(shuō)法正確的是:( )
A.槍和彈組成的系統(tǒng),動(dòng)量守恒;
我懂了!
還不明白
B.槍和車(chē)組成的系統(tǒng),動(dòng)量守恒;
C.三者組成的系統(tǒng),動(dòng)量不守恒;
D.三者組成的系統(tǒng),動(dòng)量守恒。
3、感受“守恒”之美
【例3】總質(zhì)量為M的列車(chē),在平直軌道上以速度v勻速行駛,尾部有一節(jié)質(zhì)量
6、為m的車(chē)廂突然脫鉤,設(shè)機(jī)車(chē)的牽引力恒定不變,阻力與質(zhì)量成正比,則脫鉤車(chē)廂停下時(shí),列車(chē)前段的速度多大?
我懂了!
還不明白
拓展:在光滑水平冰面上的甲、乙兩個(gè)人,質(zhì)量分別為60Kg和62Kg,甲手里拿一個(gè)質(zhì)量為2Kg的球,兩人同以2m/s的速度相向滑行,甲將球拋給乙,乙將球拋給甲,拋接若干次后,乙的速度為零,則甲的速度是 。
甲
乙
我懂了!
還不明白
4、動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用
【例4】.質(zhì)量m1=1Kg的鋼球A以V1=10m/s的速度與質(zhì)量m2=4Kg靜止的鋼球B發(fā)生彈性正碰,試求碰撞以后A球與B球的速度V1′、
7、V2′。
A
B
我懂了!
還不明白
1
2
拓展.在光滑水平面,動(dòng)能為E0、動(dòng)量大小為P0的小球1與靜止的小球2發(fā)生碰撞,碰撞前后球1的運(yùn)動(dòng)方向相反,碰后球1的動(dòng)能、動(dòng)量大小分別記為E1、P1,
球2的動(dòng)能、動(dòng)量大小分別記為E2、P2;則下列關(guān)系式正確的
有( )
我懂了!
還不明白
A.E1<E0 B. E2>E0 C. P1<P0 D. P2>P0
【例5】中國(guó)是火箭的故鄉(xiāng),目前我國(guó)發(fā)射“神舟”載人飛船的長(zhǎng)征系列火箭處于世界先進(jìn)水平。如果火箭發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出m=2Kg的氣體,噴出氣體的速度V=
8、1500m/s,設(shè)火箭初始質(zhì)量M=5噸,發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴氣20次,忽略地球引力及空氣阻力,火箭在第一秒末的速度是多大?
我懂了!
還不明白
拓展:宇航員在太空無(wú)保護(hù)行走(無(wú)繩行走)是非常危險(xiǎn)的舉動(dòng),目前只有極少數(shù)宇航員敢無(wú)繩行走。設(shè)某宇航員與裝備的總質(zhì)量M=102Kg,正以1 m/s的速度遠(yuǎn)離飛船而去,在離開(kāi)飛船240米時(shí),他打開(kāi)氧氣閥,向運(yùn)動(dòng)的方向以100m/s的速度噴出m=2 Kg的氧氣,結(jié)果宇航員安全返回飛船,問(wèn)宇航員從噴完氧氣到返回飛船的時(shí)間是多少?
我懂了!
還不明白
四、作業(yè)與發(fā)展:
1:水平面上質(zhì)量為5Kg的物體在水平恒力
9、F=20N作用下,從靜止開(kāi)始經(jīng)時(shí)間t1=4S后撤去恒力F,速度達(dá)到12m/s。(1)求物體受到的摩擦力;(2)撤去F后物體還要運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間才停止?
F
C
A
B
C
2:如圖,A、B兩物體的質(zhì)量之比mA:mB=3:2,原來(lái)靜止在平板小車(chē)C上,A、B間有一根被壓縮的彈簧,地面光滑,當(dāng)彈簧突然釋放后:( )
A.若兩物體與平板車(chē)表面的動(dòng)磨擦因數(shù)相同,
則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒;
B.若兩物體與平板車(chē)表面的動(dòng)磨擦因數(shù)相同,則A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒;
C.若兩物體所受摩擦力大小相等,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒;
D.若兩物體所受摩擦力大小相等,則A、
10、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。
木
金屬
v
3:質(zhì)量為M的金屬球,和質(zhì)量為m的木球用細(xì)線系在一起,以速度v在水中勻速下沉,某一時(shí)刻細(xì)線斷了,則當(dāng)木塊停止下沉的時(shí)刻,金屬下沉的速率為多少?
(水足夠深,水的阻力不計(jì))
v1
v2
600。
4.如圖,一輛質(zhì)量為M的小車(chē)以速率v1在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),
恰遇一質(zhì)量為m,速率為v2的球從后方以俯角600。的方向落在車(chē)上
并陷于車(chē)?yán)锏纳爸?,求此后?chē)的速度。
5.某炮車(chē)的質(zhì)量為M,炮彈的質(zhì)量為m,設(shè)炮車(chē)最初靜止在地面上,不計(jì)地面對(duì)炮車(chē)的摩擦力,炮彈射出炮口時(shí)相對(duì)于地面的速度為v,仰角為α,則炮身后退的速度為 。
6.如圖,質(zhì)量為m的青蛙停在靜浮于水面的長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為
M的長(zhǎng)木板左端,不計(jì)水的阻力,當(dāng)青蛙剛好跳到木板的右端時(shí),
求木板移動(dòng)的位移大小。
7.有一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上,如圖,一個(gè)質(zhì)量為m的小滑塊以水平速度V0從左端滑上長(zhǎng)木板,最后與長(zhǎng)木板一起運(yùn)動(dòng),已知滑塊與木板的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為u,試求:(1)它們的最終速度是多少?(2)滑塊相對(duì)于木板滑動(dòng)了多遠(yuǎn)?
L
8.如圖,一質(zhì)量為M的木板固定時(shí),一顆質(zhì)量為m的子彈恰好能射穿木板,如果將木板放在光滑的水平地面上,子彈以相同速度能射進(jìn)多深?