教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量与动量守恒定律 本章整合

选甲、乙两小车及货物整体为研究对象,取向右为正方向,
根据动量守恒定律有
12m×2v0+14mv0=(12m+14m)v
解得
19
v= v0。
13
(2)乙小车上的人抛出货物时,选乙小车和货物为研究对象,取向右为正方
向,根据动量守恒定律14mv0=13mv+mv1
可得抛出货物的速度v1=-5v0
因此抛出货物速度大小为5v0,方向向左。
2
+
1
mB 2
2Hale Waihona Puke 代入数据,联立解得vA=-2 m/s(方向水平向左)
vB=2 m/s(方向水平向右)。
(2)A受到B的摩擦力fA=μ1mAg=0.4 N
B受到地面的摩擦力fB=μ2(mA+mB)g=0.9 N
A 在 B 上减速运动的加速度

aA= =4

m/s2
A 与 B 有摩擦力之前,B 在地面上减速运动的加速度
2
m/s2
解得 vB1=1 m/s
B 第一阶段减速的时间
- 1
tB1=

=
1
3
s
A 与 B 碰后,A 匀速运动的时间
1
tA 后匀=tB1=3
A 与 B 碰后,A 匀速运动的位移
2
xA 后匀=|vA|tA 后匀=3
则光滑部分的长度
7
d=xA 后匀+x0=6
m。
s
m
(3)A 减速运动的时间 tA 减=


B 第二阶段减速运动的时间
=0.5 s
1
tB2= '

=
3
13
s<tA 减
则可知 A 减速过程中 B 先停了下来,此过程中 B 的位移为
所以 A 对 B 的摩擦力做的功
3
Wf=-fAxB2=-65
J。
1 2
xB2=
2 '
=
3
26
m
A 与 B 有摩擦力之后,B 减速运动的加速度
A 减速阶段的位移
2
x0= =0.5
2

aB= =3

+
aB'=

=
13
3
m/s2
m
A 与 B 碰后,B 第一阶段减速的位移等于 A 减速阶段的位移,
设 B 第一阶段减速的末速度为
2 - 1 2
vB1,有
=x0
弄清A与B的位移大小关系是正确求解的关键。
答案 (1)2 m/s
2 m/s
7
(2)
6
m
3
(3)65
J
解析 (1)设水平向右为正方向,O'点右侧光滑,
则A与B碰撞时A的速度为v0=4 m/s
由题意可知A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得
mAv0=mAvA+mBvB
1
mA0 2
2
=
1
mA 2
视为直线运动。求:
(1)司机的反应时间内汽车行驶的距离;
(2)刹车后的最大制动力Fm;
(3)当t1=5 s时,汽车的速度大小。
答案 (1)21 m
(2)12 000 N
(3)7.5 m/s
解析 (1)在反应时间内,汽车做匀速直线运动,有x=v0t0
得x=21 m。
1
(2)选初速度方向为正方向,由动量定理有-2Fmt=0-mv0
突破一
动量定理的
三个应用
应用动量定理的解题方法
【例1】 一辆质量为m=2 000 kg的汽车以v0=30 m/s的速度在平直的高速
公路上匀速直线行驶,当驾驶员发现前方有事故时,立即进行刹车,已知司
机的反应时间为0.7 s。若汽车刹车后的刹车制动力F与刹车后的时间t成
线性变化关系,如图所示,且在t=10 s时汽车刚好完全停止运动,汽车运动可
相同,A以速度v0沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间
后,A返回到O点的正下方时,相对于地面的速度减为零,此时小球恰好第一
次上升到最高点。已知A的质量mA=0.1 kg,B的质量mB=0.3 kg,A与B的动摩
擦因数μ1=0.4,B与地面间的动摩擦因数μ2=0.225,v0=4 m/s,重力加速度g取
10 m/s2。整个过程中A始终在B上,所有碰撞时间忽略不计,不计空气阻力,
求:
(1)A与B的挡板碰撞后,二者的速度大小vA与vB;
(2)B光滑部分的长度d;
(3)运动过程中A对B的摩擦力所做的功Wf。
破题 分析弄清各个子过程后,先从A、B发生弹性碰撞分析列式;然后分段、
分物体,根据动能定理或牛顿第二定律结合运动学公式,分别列方程;最后
得 Fm=12 000 N。
(3)汽车刹车制动 0~5 s
由题图知
m
F1= 2
得 v1=7.5 m/s。
1
内,由动量定理有-2(Fm+F1)t1=mv1-mv0
突破二
动量守恒定律及碰撞反冲的应用
【例2】 如图所示,甲、乙两小车的总质量(包括小车、人和货物)分别为
12m、14m,两小车沿同一直线、同一方向运动,速度分别为2v0、v0。为避
免两小车相撞,乙小车上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲小车,
甲小车上的人将货物接住后恰好不相撞(不计地面的阻力),求:
(1)甲小车上的人接住货物后的速度大小;
(2)乙小车上的人抛出货物的速度(相对于地面)。
答案
19
(1) v0
13
(2)5v0,方向向左
解析 (1)恰好不相撞时,两小车速度相等,
突破三
动量和能量的综合应用
【例3】 (2022山东卷改编)如图所示,“L”型平板B静置在地面上,小物块A处
于平板B上的O'点,O'点左侧粗糙,右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为
m的小球悬挂在O'点正上方的O点,轻绳处于水平拉直状态。将小球由静
止释放,下摆至最低点与小物块A发生碰撞,碰后小球速度方向与碰前方向