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1、第三節(jié) 動量守恒定律在碰撞中的應(yīng)用(3學時)
高二物理備課組長: 馮巧納 主備人:馮巧納 時間:
第一學時
【復習引入】
【課堂探討】
目的一:碰撞的分類及解決措施
(1) 碰撞的種類:
彈性碰撞 (1)動量 (2)碰撞前后總動能
非彈性碰撞 (1)動量 (2)動能有損失
完全非彈性碰撞 (1)碰后兩物體合為一體 (2)動量 (3)動能損失最大
(2)碰撞問題的解答應(yīng)同步遵守三條原
2、則
①動量守恒:即p1+p2=p′1+p′2
②動能不增長:即Ek1+Ek2≥E′k1+E′k2
③速度要符合實際情景
【例1】在列車編組站里,一輛m1=3.0×104kg的貨車在平直軌道上以v1=2m/s的速度運動,碰上一輛m2=4.5.×104kg的靜止的貨車,它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運動。求貨車碰撞后運動的速度。
小結(jié):應(yīng)用動量守恒定律的解題環(huán)節(jié)
(1) 擬定 為研究對象,判斷系統(tǒng)與否符合 條件;
(2 )規(guī)定 方向,擬定初、末狀態(tài)動量的正、負號;
(3) 根據(jù)
3、 列式求解
導練1、如右圖所示,在光滑水平面上質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=4kg,速率分別為vA=5m/s、vB=2m/s的A、B兩小球沿同始終線相向運動
A
B
左
vB
右
vA
A.它們碰撞前的總動量是18kg·m/s,方向水平向右
B.它們碰撞后的總動量是18kg·m/s,方向水平向左
C.它們碰撞前的總動量是2kg·m/s,方向水平向右
D.它們碰撞后的總動量是2kg·m/s,方向水平向左
導練2、質(zhì)量為3m的機車,其速度為v0,在與質(zhì)量為2m的靜止車廂碰撞后掛在一起時的速度為( )
A.3v0/2 B.2v0/
4、3
C.2v0/5 D.3v0/5
導練3、質(zhì)量m1=10g的小球在光得的水平面上以v1=30cm/s的速度向右運動,恰遇上質(zhì)量m2=50 g的小球以v2=10cm/s的速度向左運動。碰撞后,小球m2正好靜止。那么碰撞后小球m1的速度多大?方向如何?
【例2】 質(zhì)量為m1=0.2kg的小球以5m/s的速度在光滑平面上運動,跟本來靜止的質(zhì)量為m2=50g的小球相碰撞,如果碰撞是彈性的,求碰撞后球m1和球m2的速度。
小結(jié):彈性碰撞的討論
在光滑水平面上質(zhì)量m1的小球以速度v1與質(zhì)量
5、m2的靜止小球發(fā)生彈性碰撞.根據(jù)動量守恒和能量守恒:
m1v1=__________________;
m1v=_____________________
碰后兩個物體的速度分別為v1′=v1,v2′=v1
1.若m1>m2,v1′和v2′都是正值,表達v1′和v2′都與v1方向______.
(若m1?m2,v1′=v1,v2′=2v1,表達m1的速度不變,m2以2v1的速度被撞出去)
2.若m1
6、1=m2,則有v1′=0,v2′=v1,即碰撞后兩球速度互換.
第二學時
目的二:爆炸問題
【例3】一枚在空中飛行的火箭,質(zhì)量為m,在某點的速度為v,方向水平,燃料即將燃盡?;鸺谠擖c忽然炸裂成兩塊,其中質(zhì)量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去,速度為v1,求炸裂后另一塊的速度,v2。
導練4、拋出的手雷在最高點時水平速度為10m/s,這時忽然炸成兩塊,其中大塊質(zhì)量300g仍按原方向飛行,其速度測得為50m/s,另一小塊質(zhì)量為200g,求它的速度的大小和方向。
目的三:子
7、彈打木塊類問題
【例4】質(zhì)量是10g的子彈,以300m/s的速度射入質(zhì)量是24g、靜止在光滑水平桌面上的木塊,并留在木塊中。子彈留在木塊中后來,木塊運動的速度是多大?如果子彈把木塊打穿,子彈穿過后的速度為100m/s,這時木塊的速度又是多大?
導練5、長為1m的細繩,能承受的最大拉力為46N,用此繩懸掛質(zhì)量為0.99kg的物塊處在靜止狀態(tài),如圖所示,一顆質(zhì)量為10g的子彈,以水平速度vo射人物塊內(nèi),并留在其中。若子彈射人物塊內(nèi)時細繩正好不斷裂,g取10m/s2,則子彈射人物塊前速度v。最大為 m/s。
M
L
vo
導練6、如
8、圖所示,擺的質(zhì)量M=2.98kg,擺線長1m。子彈的質(zhì)量是20g,以210m/s的水平速度射入擺中,又以61m/s的速度射出。求:子彈射出時擺線受到的拉力是多少?
導練7、如圖所示,質(zhì)量為3m的木塊靜止放置在光滑的水平面上.質(zhì)量為m的子彈(可視為質(zhì)點)以初速度v0水平向右射入木塊,穿出木塊時速度變?yōu)関0,試求:
(1)子彈穿出木塊后,木塊的速度大?。?
(2)子彈穿透木塊的過程中產(chǎn)生的熱量.
第三學時
目的四:某一方向的動量守恒
【例5】如圖所示,小車A靜止于光滑水平面上,A上有一圓弧PQ,圓弧位
9、于同一豎直平面內(nèi),小球B由靜止起沿圓弧下滑,這一過程中 ( )
A.若圓弧光滑,則系統(tǒng)動量守恒,且系統(tǒng)機械能守恒
B.若圓弧光滑,則系統(tǒng)動量不守恒,但系統(tǒng)機械能守恒
C.若圓弧不光滑,則系統(tǒng)水平方向動量守恒,但系統(tǒng)機械能不守恒
D.若圓弧不光滑,則系統(tǒng)水平方向動量不守恒,且系統(tǒng)機械能不守恒
導練8、高射炮的炮筒與水平面的夾角α=60°,當它以v0=100m/s的速度發(fā)射炮彈時,炮身反沖后退,已知炮彈的質(zhì)量m=10kg,炮身的質(zhì)量M=200kg,炮身與地面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,則(1)炮身后退的速度是多大?(2)炮身后退多遠才停下?
導練9、如圖所示,長為L、傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面頂端上,有一質(zhì)量為m的小物塊由靜止開始下滑,若不計一切摩擦,求物塊下滑過程中斜面的位移大小(物塊形狀大小不計)
導練10、如圖所示,有一高度為h、質(zhì)量為M的障礙物各表面光滑,靜放在光滑的水平面上,一質(zhì)量為m的小球以速度v0沖向障礙物,若障礙物的弧面最低點與水平面相切,則小球的v0為什么值時,小球才干越過障礙物?(提示:小球剛能滑到最高點時兩物體此時速度相等)