2019-2020年高中物理 第一章 碰撞与动量守恒教案2 沪科版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第一章 碰撞与动量守恒教案2 沪科版选修3-5_1.理解常见的碰撞模型。 2.学会用动量守恒能量守恒解决相关问题。 1碰撞（1）碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象（2）在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒；（3）根据碰撞过程中系统总动能的变化情况，可将碰撞分为几类： 弹性碰撞：总动能没有损失或总动能损失很小，可以忽略不计，此碰撞称为弹性碰撞可使用动量守恒定律和机械能守恒定律帮助计算. 如：若一个运动的球与一个静止的球碰撞，则根据动量守恒定律：根据机械能守恒定律：得到：， 一般碰撞：碰撞结束后，动能有部分损失. 完全非弹性碰撞：两物体碰后粘合在一起，这种碰撞损失动能最多（4）判断碰撞过程是否存在的依据动量守恒机械能不增加（动能不增加）：或 速度要合理：碰前两物体同向，则，并且碰撞后，原来在前的物体速度一定增大，并有；两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变.（为在后方的物体速度，为在前方的物体速度）（5）常见模型 “速度交换”模型：质量相同的两球发生弹性正碰若，则有 “完全非弹性碰撞”模型：两球正碰后粘在一起运动若，则有，动能损失最大， “弹性碰撞”模型：若，则有，2反冲（1）指在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象（2）在反冲现象中系统的动量是守恒的 质量为的物体以对地速度抛出其本身的一部分，若该部分质量为，则剩余部分对地反冲速度为： 反冲运动中的已知条件常常是物体的相对速度，在应用动量守恒定律时，应将相对速度转换为绝对速度（一般为对地速度）（3）反冲现象中往往伴随有能量的变化.3爆炸（1）爆炸过程中，内力远远大于外力，动量守恒.（2）在爆炸过程中，有其它形式的能转化为机械能.4. 人船模型（1）移动距离问题分析 若一个原来静止的系统的一部分发生运动，则根据动量守恒定律可知，另一部分将向相反方向运动.，则经过时间的积累，运动的两部分经过了一段距离，同样的，有. 当符合动量守恒定律的条件，而仅涉及位移而不涉及速度时，通常可用平均动量求解解此类题通常要画出反映位移关系的草图（2）人船模型中，人的位移与船的位移分别为，其中是人和船的相对位移.类型一：碰撞后的动量例1A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量为5 kgm/s，B球的动量是7 kgm/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球动量的可能值为： （ ） A. pA6 kgm/s pB6 kgm/s B. pA3 kgm/s pB9kgm/s CpA2 kgm/s pB14 kgm/s DpA5 kgm/s pB17kgm解析：由于追上发生碰撞，所以可知vAvB且碰后vBvB vBv，即pBpB，故可排除选项。从动量守恒来看，选项都满足pApBpAp，再从总动能不可能增加来看，因为vBvB即所以，即vAvA，vA vA vA，从而有pA pA pA，即5 kgm/s pA 5 kgm/s，因此排除选项。综合分析本题正确答案为，。答案：BC类型二:碰撞后的速度问题例2两球A、B在光滑的水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1Kg,mB=2kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s,当球A追上球B并发生碰撞后A、B两球的速度的可能值是（取两球碰撞前的运动方向为正）：（ ）A vA5m/s vB2.5m/s B. vA2m/s vB4m/s C vA4m/s vB7m/s D. vA7m/s vB1.5m/s解析：从题意分析，球A追上球B发生碰撞，结合实际情况，B球速度一定沿正方向且增加，并且碰后A球速度应小于或等于B球速度，即vA vB。A、D选项中在后运动的球A速度都比在前运动的球B的速度大，故 A、D选项不正确。B、C选项既与实际情况相符合，又都满足动量守恒，好像都符合题意，但从总动能不可能增加来看，碰前总动能EK B选项中碰后总动能EK，故B选项正确。C选项碰后的总动能为57J大于22J，故C选项错误。综合分析本题只有B选项正确。答案：B类型三：碰撞后动量的变化例3：在光滑水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，已知碰撞前两球的动量分别为pA12 kgm/s ， pB13kgm/s，碰撞后它们动量的变化是PA 与PB ，有可能的是：（ ） A. PA3 kgm/s PB3kgm/s BPA4 kgm/s PB4kgm/s CPA5 kgm/s PB5kgm/s DPA24 kgm/s PB24kgm/s解析：初一看四个选项，都满足动量守恒，PP，由于、两球同向运动，与发生碰撞必有vAvB且vBvB，所以有PB，因而PA，故可排除选项。又由动能关系，因为vBvB即所以，即vAvA，vA vA vA，从而得出vA vAvA，即vAvA，pAA mB，速度分别为vA、vB，当它们以大小相等的动量做方向相反的相互碰撞后，下列哪种情况是可能的() A.两物体都沿vA方向运动 B.两物体都沿vB方向运动 C.一个物体静止,而另一个物体向某方向运动 D.两物体各自被弹回答案:D5.放在光滑水平面上质量不等的两物体，质量分别为M1和M2，用细线连接这两物体，且夹紧一根轻质弹簧，然后将细线烧断，则对两物体运动的叙述，正确的有() A.两物体离开弹簧时速率有v1:v2xbj=M1:M2 B.两物体离开弹簧时动量大小有p1:p2=M1:M2 C.两物体离开弹簧前受力大小有F1:F2=M1:M2 D.在任意时刻两物体动量大小相等答案:D6.一质量为1.0kg的小球静止在光滑水平面上，另一质量为0.5kg的小球以2m/s的速度和静止的小球发生碰撞，碰后以0.2mAs的速度被反弹，仍在原来的直线上运动，碰后两球的总动量是_kgm/s，原来静止的小球获得的速度大小为_m/s.答案:1;47.质量为1kg的小球从离地面5m高处自由落下，碰地后反弹的高度为0.8m，碰地的时间为0.05s.设竖直向上速度为正方向，则碰撞过程中，小球动量的增量为_kgm/s，小球对地的平均作用力为_，方向_答案:14;290;竖直向上8.质量为1kg的钢球静止在光滑水平面上，一颗质量为50g的子弹以1000m/s的速率水平碰撞到钢球上后，又以800m/s的速率反向弹回，则碰后钢球的速度大小等于多少?答案:P0P0P1P1P2P2P4P3P4P3P5P5ABOd乙乙乙9某同学设计了一个研究平抛运动的实验，其装置如图所示。A 是一块水平放置的平板，其上有一组平行插槽（如图中P0P0、P1P1、P2P2、），槽间距离均为d。将P0P0置于斜槽末端的正下方，把贴有复写纸和白纸的平板B垂直插入P1P1槽内，使小球从斜槽某一位置O无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出，沿垂直P1P1方向撞倒B板的白纸上并留下痕迹点1。之后将B板依次插入P2P2、P3P3插槽内，并分别向纸面内侧平移距离d和2d，让小球仍然从位置O无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出，沿垂直P1P1方向撞倒B板的白纸上并依次留下痕迹点2和3。忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是 A在B板白纸上留下的痕迹点1、2、3排成一条竖直的直线 B在B板白纸上留下的痕迹点1、2之间和2、3之间的竖直距离相等 C小球做平抛运动的过程中，每经过相等时间，其动能改变量的大小相等 D小球做平抛运动的过程中，每经过相等时间，其动量改变量的大小相等答案:D10应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如人原地起跳时，总是身体弯曲，略下蹲，再猛然蹬地，身体打开，同时获得向上的初速度，双脚离开地面。从开始蹬地到双脚离开地面的整个过程中，下列分析正确的是 A地面对人的支持力始终等于重力 B地面对人的支持力的冲量大于重力的冲量 C人原地起跳过程中获得的动能来自于地面 D人与地球所组成的系统的机械能是守恒的答案:B_1.杯掉在棉花上时() A.受到冲量小 B.受到作用力小 C.动量改变量小D.动量变化率小答案:BD2.一个运动的物体，受到恒定摩擦力而减速至静止，若其位移为s，速度为v，加速度为a，动量为p，则在下列图象中能正确描述这一运动过程的图象是()答案:BD3.物体在恒力F作用下做直线运动，在时间t1内速度由0增至v，在时间t2内速度由2v增至3v，设F在时间t1内冲量为I1，在时间t2内冲量为I2，则有() A.I1=I2B.I1I2C.t1=t2D.t1t2答案:AC4.小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示已知车、人、枪和靶的总质量为（不含子弹），每颗子弹质量为，共发，打靶时，枪口到靶的距离为若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发则以下说法正确的是（） A待打完发子弹后，小车将以一定速度向右匀速运动 B待打完发子弹后，小车应停在射击之前位置的右方 C在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同，大小均为 D在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移不相同，应越来越大答案:BC5.如图所示，、两物体质量之比，原来静止在平板小车上，、间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ） A若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同，、组成的系统的动量守恒 B若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同，、组成的系统的动量守恒 C若、所受的摩擦力大小相等，、组成的系统的动量守恒 D若、所受的摩擦力大小相等，、组成的系统的动量守恒答案:BCD6 冰球运动员甲的质量为80.0 kg.当他以5.0 m/s的速度向前运动时，与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/s的迎面而来的运动员乙相撞碰后甲恰好静止假设碰撞时间极短，求：(1)碰后乙的速度的大小；(2)碰撞中总机械能的损失答案:(1)1.0 m/s(2)1400 J7.动摩擦因数为0.1的水平面上，放有距离9.5m的两个物体A和B，质量分别为mA=2kg，mB=1kg，如图所示，现给A一个冲量使A以10m/s的初速度向静止的B运动当A与B发生碰撞后，A仍沿原方向运动，且A从开始运动到停止共经历6s，求碰撞后B经多长时间停止运动?答案:8.如图所示，有A、B两质量均为M的小车，在光滑水平面上以相同的速度如在同一直线上相对运动，A车上有一质量为m的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上，才能避免两车的相撞?答案:10图24 的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板，物体P1沿轨道向右以速度v1与静止在A点的物体P2碰撞，并接合成复合体P，以此碰撞时刻为计时零点，探测器只在t12 s至t24 s内工作已知P1、P2的质量都为m1 kg，P与AC间的动摩擦因数为0.1，AB段长L4 m，g取10 m/s2，P1、P2和P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹性碰撞(1)若v16 m/s，求P1、P2碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能E；(2)若P与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B点，求v1的取值范围和P向左经过A 点时的最大动能E.答案:(1)3 m/s9 J(2)10 m/sv114 m/s17 J