碰撞中的动量和能量问题

碰撞中的动量和能量问题（复习）
学习目标
通过例题、练习能从实际生活中抽象出碰撞模型，并用动量观点和能量观点解决碰撞过程中的物理问题
学习重点
解决碰撞问题的规律和方法
一．知识回顾：
1.想一想，日常生活中遇到的碰撞情形和我们做过题目中碰撞的情形还有哪些？
2.碰撞过程中的动量都守恒吗？
3.碰撞过程中的机械能守恒吗？
二、教学过程
例．（2018年天津卷T9(1)）质量为0.45kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是多少？（子弹可看作质点）
拓展：木块子弹组成系统机械能守恒吗？如果不守恒，损失了多少，请你从能量转化的角度分析一下，转化成什么形式的能？
变式1：若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103N，则木块的长度至少为多少？
变式2：若平均阻力仍为4.5×103N，木块的长度为0.16m，击穿木块后子弹的速度约为多少？
迁移：质量为M的长方形木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块（可视为质点），以水平初速度v0从木板的左端滑向右端，设物块与木板间的动摩擦因数为 ，当物块与木板达到相对静止时，物块仍在长木板上，则木板长度至少是多少？
延伸：如图光滑水平面上质量m1的小球以初速度v1向右运动，m1右侧一带有轻质弹簧的m2处于静止状态，作用过程中弹簧始终在弹性限度内，求：m1与弹簧分离后两球的速度。

规律总结：
练习1.（2014·安徽卷）如图所示，光滑水平面上有一质量M＝4.0 kg的平板车，车的上表面是一段长L＝1.5 m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R＝0.25 m的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O′相切．现将一质量m＝1.0 kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v
滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A.
取g＝10 m/s2，求：(1)小物块滑上平板车的初速度v0的大小。

(2)
小物块与车最终相对静止时，它距
点的距离．
m
2 m
1
V1
练习2. 质量为2m ，带2q 正电荷的小球A ，起初静止在光滑绝缘水平面上，当另一质量为m 、带q 负电荷的小球B 以速度v 0 离A 而去的同时，释放A 球，如图所示。

若某时刻两球的电势能有最大值，求：（1）此时两球速度各多大？
（2）与开始时相比，电势能最多增加多少？
（3）若某时刻两球间距离与开始释放A 球时相同，此时A 、B 球的速度是多大？
练习3. 光滑的平行金属导轨如图所示，轨道的水平部分bc 位于竖直向上的匀强磁场中， bc 部分轨道足够长，将质量都为m 的金属棒P 和Q 分别置于轨道上的ab 段和bc 段，P 棒位于距水平轨道高为h 的地方，由静止释放，使其自由下滑，经b 处时无能量损失， 求：P 棒和Q 棒的最终速度及回路中所产生的焦耳热。

三．巩固提高
1.(2018·安徽六校二联)(多选)如图所示，水平光滑轨道宽度和轻质弹簧自然长度均为d 。

两物体
m 1和m 2与弹簧连接，m 2的左边有一固定挡板。

m 1由图示位置静止释放，当m 1与m 2相距最近时m 1速度为v 1，则在以后的运动过程中，则( )
A . m 1的最小速度是0.
B ．可能存在某段时间m 1向左运动的情况.
C ．m 2的最大速度一定是v 1.
D ．m 2的最大速度是2 m 1v 1/( m 1+ m 2).
2. (2016·全国II 卷)如图所示，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s
的速度向斜面体推出，冰块平滑地
a
b
c
p
Q
h
滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h＝0.3 m(h小于斜面体的高度)．已知小孩与滑板的总质量为m1＝30 kg，冰块的质量为m
＝10 kg，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小g＝10 m/s2.
2
(1)求斜面体的质量.
(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？。