《2021-2022高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-5課件:第一章 碰撞與動量守恒 章末整合提升》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2021-2022高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修3-5課件:第一章 碰撞與動量守恒 章末整合提升(17頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、章 末 整 合 提 升 一、動量定理及應(yīng)用1內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于物體動量的改變量2公式:Ftm vtm v0,它為矢量式,在一維情況時(shí)可變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算3研究對象是質(zhì)點(diǎn):它說明的是外力對時(shí)間的積累效果應(yīng)用動量定理分析或解題時(shí),只考慮物體的初、末狀態(tài)的動量,而不必考慮中間的運(yùn)動過程4解題思路:(1)確定研究對象,進(jìn)行受力分析;(2)確定初、末狀態(tài)的動量(要先規(guī)定正方向,以便確定動量的正、負(fù),還要把初、末狀態(tài)的速度換成相對于同一慣性參考系的速度);(3)利用Ftm v tm v0列方程求解 【例1】質(zhì)量為0.2 kg的小球豎直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向彈回,
2、取豎直向上為正方向,則小球與地面碰撞前、后的動量變化為_ kgm/s.若小球與地面的作用時(shí)間為0.2 s,則小球受到地面的平均作用力大小為_N(取g10 m/s2)答案212 二、多過程問題中的動量守恒1正確選擇系統(tǒng)(由哪幾個(gè)物體組成)和過程,分析系統(tǒng)所受的外力,看是否滿足動量守恒的條件2準(zhǔn)確選擇初、末狀態(tài),選定正方向,根據(jù)動量守恒定律列方程 【例2】如圖1所示,光滑水平軌道上放置長木板A(上表面粗糙)和滑塊C,滑塊B置于A的左端,三者質(zhì)量分別為m A2 kg、m B1 kg、m C2 kg.開始時(shí)C靜止,A、B一起以v05 m/s的速度勻速向右運(yùn)動,A與C發(fā)生碰撞(時(shí)間極短)后C向右運(yùn)動,經(jīng)
3、過一段時(shí)間,A、B再次達(dá)到共同速度一起向右運(yùn)動,且恰好不再與C碰撞求A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小圖1 答案2 m/s 解析長木板A與滑塊C處于光滑水平軌道上,兩者碰撞時(shí)間極短,碰撞過程中滑塊B與長木板A間的摩擦力可以忽略不計(jì),長木板A與滑塊C組成的系統(tǒng),在碰撞過程中動量守恒,則m Av0m AvAm CvC兩者碰撞后,長木板A與滑塊B組成的系統(tǒng),在兩者達(dá)到同速之前系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動量守恒,m AvAm Bv0(m Am B)v長木板A和滑塊B達(dá)到共同速度后,恰好不再與滑塊C碰撞,則最后三者速度相等,v Cv聯(lián)立以上各式,代入數(shù)值解得:vA2 m/s 【例3】兩塊厚度相同的木塊A和B
4、,緊靠著放在光滑的水平面上,其質(zhì)量分別為m A0.5 kg,m B0.3 kg,它們的下底面光滑,上表面粗糙;另有一質(zhì)量m C0.1 kg的滑塊C(可視為質(zhì)點(diǎn)),以vC25 m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如圖2所示,由于摩擦,滑塊最后停在木塊B上,B和C的共同速度為3 m/s,求:圖2 (1)當(dāng)C在A的上表面滑動時(shí),C和A組成的系統(tǒng)動量是否守恒?C、A、B三個(gè)物體組成的系統(tǒng)動量是否守恒?(2)當(dāng)C在B的上表面滑動時(shí),C和B組成的系統(tǒng)動量是否守恒?C剛滑上B時(shí)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)當(dāng)C在A的上表面滑動時(shí),由于B對A有作用力,C和A組成的系
5、統(tǒng)動量不守恒對于C、A、B三個(gè)物體組成的系統(tǒng),所受外力的合力為零,動量守恒 (2)當(dāng)C在B的上表面滑動時(shí),C和B發(fā)生相互作用,系統(tǒng)不受外力作用,動量守恒由動量守恒定律得:m CvCm BvA(m Bm C)vBCA、B、C三個(gè)物體組成的系統(tǒng),動量始終守恒,從C滑上A的上表面到C滑離A,由動量守恒定律得:m CvCm CvC(m Am B)vA由以上兩式聯(lián)立解得v C4.2 m/s,vA2.6 m/s. 三、動量和能量綜合問題分析1動量定理和動量守恒定律是矢量表達(dá)式,還可寫出分量表達(dá)式;而動能定理和能量守恒定律是標(biāo)量表達(dá)式,絕無分量表達(dá)式2動量守恒及機(jī)械能守恒都有條件注意某些過程動量守恒,但機(jī)械能不守恒;某些過程機(jī)械能守恒,但動量不守恒;某些過程動量和機(jī)械能都守恒但任何過程,能量都守恒3當(dāng)兩物體相互作用后具有相同速度的過程損失的機(jī)械能最多 【例4】如圖3所示,兩質(zhì)量分別為m 1和m 2的彈性小球A、B疊放在一起,從高度為h處自由落下,且h遠(yuǎn)大于兩小球半徑,所有的碰撞都是完全彈性碰撞,且都發(fā)生在豎直方向已知m 23m 1,則小球A反彈后能達(dá)到的高度為 ()圖3Ah B2hC3h D4h 答案D