高二物理碰撞动量动量守恒定律.docx

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高二物理碰撞动量动量守恒定律

学科：

物理任课教师：

授课时间：

2013年3月24日星期日

学生

性别

年级

高二

总课时：

小时第13次课

教学

内容

碰撞动量动量守恒定律

重点

难点

重点：

碰撞特点，碰撞时的基本定理及其应用。

难点：

物体动量守恒的判断和计算。

教学

目标

1．明确碰撞现象的特点和碰撞的基本假设。

2、会进行动量的计算和应用

教

学

过

程

课

前

检

查

与

交

流

第一部分：

碰撞

一、历史上对碰撞问题的研究

1.最早发表有关碰撞问题研究成果的是布拉格大学校长、物理学教授马尔西。

2.伽利略、马利特、牛顿、笛卡儿、惠更斯等先后进行实验，逐渐归纳成系统理论，总结出规律。

3.近代,通过高能粒子的碰撞,发现新粒子。

二、生活中的各种碰撞现象

三.认识碰撞

1.碰撞定义:

两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用。

2、碰撞的特点

（1）相互作用时间极短。

（２）相互作用力极大，即内力远大于外力，遵循动量守恒定律。

（３）碰前总动能大于或等于碰后总动能，即EK１≥EK2。

四、碰撞的分类

（１）按能量的转化关系：

①弹性碰撞：

碰撞后形变能完全恢复原状,碰撞过程只产生机械能的转移，系统内没有能量损失,系统动能相等.即EK１=EK2　

②非弹性碰撞:

碰撞后形变不能完全恢复原状,有一部分动能最终会转变为内能,碰撞前后系统的动能不相等.即EK１＞EK2

③完全非弹性碰撞：

是非弹性磁撞的特例，碰撞后完全不反弹。

EK损失最大（粘合在一起运动）

特点：

两物体碰撞后粘合在一起（或碰后具有共同的速度），这时系统动能损失最大。

（２）按运动形式

①对心碰撞（正碰）：

碰撞前后，物体的运动方向在同一直线上。

②非对心碰撞（斜碰）：

碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。

第二部分动量

考点一动量的概念

（1）定义：

物体的质量和速度的乘积叫做动量，公式：

p=mv

（2）动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应．

（3）动量是矢量，它的方向和速度的方向相同．

（4）动量的相对性：

由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动量具有相对性．题中没有特别说明的，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系．

（5）动量的变化：

．由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则．

A、若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算．

B、若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则．

（6）动量与动能的关系：

，注意动量是矢量，动能是标量，动量改变，动能不一定改变，但动能改变动量是一定要变的．

【例1】如图1一个质量是0．2kg的钢球，以2m/s的速度射到坚硬的大理石板上，立即反弹，速度大小仍为2m/s，求：

（1）钢球动量变化的大小和方向？

（2）钢球动能的变化量。

第三部分动量守恒定律

1、内容：

一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。

这个结论叫做动量守恒定律。

m1υ1+m2υ2=m1υ1′+m2υ2′

（1）系统：

相互作用的一组物体通常称为系统。

（2）外力：

系统内的物体受到系统外的物体的作用力。

（3）内力：

系统内物体间的相互作用力。

2、动量守恒定律成立的条件。

⑴系统不受外力或者所受外力之和为零（水平面上两小球相碰）

【例1】把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上，当枪发射出一颗子弹时，下列说法正确的是（）

A．枪和子弹组成的系统动量守恒

B．枪和车组成的系统动量守恒

C．子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒

D．子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同

【例2】如图52－2所示，设车厢的长度为l，质量为M，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止在车厢中，这时车厢的速度为_______，方向与v0的方向_______．

⑵系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；（常见的就是爆炸、碰撞、以及速度的变化在极短时间内完成的情况）

【例3】抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，

这时突然炸成两块，其中大块质量300g仍按原方向

飞行，其速度测得为50m/s，另一小块质量为200g，

求它的速度的大小和方向。

⑶系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。

【例4】质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落，正落在以5m/s的速度沿水平方向匀速前进的小车上，车上装有砂子，车与砂的总质量为4kg，地面光滑，则车后来的速度为多少？

第四部分：

碰撞过程遵守的规律

1．碰撞过程遵从动量守恒定律：

2．碰撞后系统动能不增原则：

即：

碰前系统的总动能一定大于或等于碰后系统的总动能

或

3．碰撞前后的运动情况要合理，如追碰后，前球动量不能减小，后球动量在原方向上不能增加；追碰后，后球在原方向的速度不可能大于前球的速度。

4.动量和动能的关系：

【针对练习1】质量为m的小球以速度v与竖直墙壁垂直相碰后以原速率反向弹回，以小球碰前的速度为正方向，关于小球的动能变化和动量变化，下面的答案正确的是（）

【针对练习2】在光滑的水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正方向，两球的动量分别为pA＝5kgm/s，pB＝7kgm/s，如图所示。

若两球发生正碰，则碰后两球的动量增量ΔpA、ΔpB可能是（）

（A）ΔpA＝3kgm/s，ΔpB＝3kgm/s

（B）ΔpA＝－3kgm/s，ΔpB＝3kgm/s

（C）ΔpA＝3kgm/s，ΔpB＝－3kgm/s

（D）ΔpA＝－10kgm/s，ΔpB＝10kgm/s

【针对练习3】已知两个物体A和B的质量以及它们的速率都不相同，若物体A的动量在数值上比物体B的大，则A的动能EKA与B的动能EKB之间的关系为（）

（A）EKB一定大于EKA.（B）EKB一定小于EKA

（C）EKB=EKA（D）不能判定谁大谁小

P

【针对练习4】如图所示，一个小球先后两次从P点由静止开始，分别沿着光滑的固定斜面l1和圆弧面l2下滑，则小球滑到两面的底端Q时的（）

l1

（A）动量相同，动能也相同

l2

（B）动量相同，动能不同

Q

（C）动量不同，动能也不同

（D）动量不同，动能相同

（）

课堂

检测

综合练习

1、在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，下列现象可能的是（）

A．若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开

B．若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行

C．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开

D．若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行

2、如图所示，光滑水平面上有质量相等的A和B两个物体，B上装有一轻质弹簧，B原来静止，A以速度v正对着B滑行，当弹簧压缩到最短时，B物体的速度为（）

A、

v/2；B、v/3；C、v；D、2v

3、A、B两球在光滑水平面上作相向运动，已知mA＞mB，当两球相碰后，其中一球停止，则可以断定（）

A．碰前A的动量与B的动量大小相等

B．碰前A的动量大于B的动量

C．若碰后A的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量

D．若碰后B的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量。

4、光滑水平面上有甲、乙两根条形磁铁，N极相对，轴线在同一直线上，轻推一下使它们相向运动，某时刻V甲=2m/s，V乙=-3m/s。

磁铁质量m甲=1kg，m乙=0．5kg。

①．乙反向时，甲的速度为0.5m/s，方向不变

②．乙反向时，甲的速度为零

③．甲、乙相距最近时速度均为零

④．甲、乙相距最近时速度均为1/3m/s。

上述叙述中正确的有（）

A．①④B．②③C．①③D．②④

5、如图所示，质量为M的物体P静止在光滑的水平桌面上，有另一质量为m（M＞m）的物体Q以速度V0正对P滑行，则它们相碰后（设桌面足够大）（）

A．Q物体一定被弹回，因为M＞m

B．Q物体可能继续向前

C．Q物体速度不可能为零

D．若相碰后两物体分离，则过一段时间可能再碰。

6、图为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线y轴平行。

每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。

开始时，探测器以恒定的速率V0向正x方向平动。

要使探测器改为向正x偏负y600的方向以原来的速率V0平动，则可（）

A．先开动P1适当时间，再开动P4适当时间

B．先开动P3适当时间，再开动P2适当时间

C．开动P4适当时间

D．先开动P3适当时间，再开动P4适当时间

7、质量为100kg的小船静止在水面上，船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙，当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后，小船的速率为（）

A、0B、0.3m/s，向左C、0.6m/s，向右D、0.6m/s，向左

8、相向运动的A、B两辆小车相撞后，一同沿A原来的方向前进，这是由于（）

（A）A车的质量一定大于B车的质量

（B）A车的速度一定大于B车的速度

（C）A车的动量一定大于B车的动量

（D）A车的动能一定大于B车的动能

9、甲、乙两个溜冰者，质量分别为m甲=59kg、m乙=50kg，均以6．0m/s速度在同一条直线上相向滑行，甲手持一个质量为1．0kg的球，他将球抛给乙，乙再把球抛还甲，这样抛接若干次后，甲接到球后的速度恰好为零，这时乙的速度大小是m/s，方向与乙原来滑行方向

10、光滑水平面上有AB两球沿同一直线运动，碰撞后两球粘在一起。

已知碰撞前它们的动量分别为pA＝+12kg·m/s，pB＝+28kg·m/s，碰撞后A球的动量增加了12kg·m/s，则可知碰撞前A、B两球的速度之比为

11、将两条完全相同的磁铁（磁性极强）分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3米/秒，乙车速度大小为2米/秒，方向相反并在同一直线上，当乙车的速度为零时，甲车速度为________米/秒，方向_________。

（如图所示）

12、一个质量为m的玩具蛙，蹲在质量为M的小车的细杆上，小车放在光滑的水平面上．若车长为l，细杆高为h，且位于小车的中点，如图所示，试求当玩具蛙最小以多大的水平速度v跳出，才能落到桌面上？

课后

作业

签字

教研组长：

教学主任：

学生：

教务老师：

家长：

老师

课后

评价

下节课的计划：

学生的状况、接受情况和配合程度：

给家长的建议：

TA-65