2018-2019学年沪科版选修3-5 1.3 动量守恒定律的案例分析 课时1 课件(20张)
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第1章
1.3
动量守恒定律的案例分析
课时1 分析碰碰车的碰撞 探究未知粒子的性质
[学习目标] 1.进一步理解动量守恒的含义，熟练掌握应用动量守恒定律解决问题 的方法和步骤. 2.会分析碰撞中的临界问题.
内容索引
题型探究
重点难点 各个击破
达标检测
当堂检测 巩固反馈
题型探究
一、分析碰碰车的碰撞(临界问题分析)
方向向右
1 2
解析
答案
(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速 度是多大？方向如何？
答案 0.5 m/s
方向向右
解析 两车的距离最小时，两车速度相同，设为v′，
由动量守恒定律得：mv甲＋mv乙＝mv′＋mv′.
mv甲＋mv乙 v甲＋v乙 3－2 解得 v′＝ ＝ 2 ＝ 2 m/s＝0.5 m/s，方向向右. 2m
着一个质量为m＝15 kg的箱子和他一起以v0＝2 m/s的速度滑行，乙以同
样大小的速度迎面滑来.
图1
(1) 若甲和乙迎面相撞，碰撞后两车以共同的速度运动，求碰撞后两车的
共同速度.
答案 0.4 m/s，方向与甲车初速度方向相同 解析 选择甲整体、箱子、乙整体组成的系统为研究对象，
由动量守恒定律得：(M＋m)v0－Mv0＝(2M＋m)v′
分析临界问题的关键是寻找临界状态，在动量守恒定律的应用中，常常 出现相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向等临界状态， 其临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，这些特 定关系的判断是求解这类问题的关键.
例1
如图1所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他
的冰车的总质量与乙和他的冰车的总质量都为M＝30 kg.游戏时，甲推
解析
答案
针对训练
(多选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞入一个静止的铝原子核
后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核
的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是
A.硅原子核速度的数量级为107 m/s
√ C.硅原子核速度方向跟质子的初速度方向一致 √
B.硅原子核速度的数量级为105 m/s D.硅原子核速度方向跟质子的初速度方向相反
解析
答案
达标检测
1.(临界问题分析)(多选)如图2所示，长木板B质量m1＝3.0 kg，在其右端 放一个质量m2＝1.0 kg的小木块A.现以光滑地面为参考系，给A和B以大 小均为4.0 m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动， 最后A没有滑离B.站在地面的观察者看到在一段 时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间 内的某时刻木板对地面的速度大小可能是 A.1.8 m/s C.2.6 m/s √ B.2.4 m/s √ D.3.0 m/s
图2
1
2
解析
答案
2.(临界问题分析)将两个完全相同的磁铁(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 m/s，方向向右，乙车速 度大小为2 m/s，方向向左并与甲车速度方向在同一直线上，如图3所示.
图3
(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？
答案 1 m/s
解得v′＝0.4 m/s，方向与甲车初速度方向相同.
解析 答案
(2)为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处，乙迅速
ຫໍສະໝຸດ Baidu
抓住.若不计冰面摩擦，求甲至少以多大的速度 (相对地面)将箱子推出，
才能避免与乙地相撞.
答案 5.2 m/s，方向与甲车的初速度方向相同
解析
答案
二、探究未知粒子的性质
动量守恒定律不仅适用于宏观领域也适用于微观领域.
1 2
解析
答案
为了探究未知粒子的性质，物理学家常用加速后的带电粒子去轰击它们，
这时常要运用动量守恒定律.
例2 用α粒子轰击静止氮原子核( 14 7N)的实验中，假设某次碰撞恰好发生
在同一条直线上.已知α粒子的质量为4m0，轰击前的速度为v0，轰击后， v0 产生一个质量为17m0的氧核速度大小为v1，方向与v0相同，且v1＜ 5 ，同 时产生质量为m0的质子，求质子的速度大小和方向. 答案 4v0－17v1 方向与v0的方向同向
1.3
动量守恒定律的案例分析
课时1 分析碰碰车的碰撞 探究未知粒子的性质
[学习目标] 1.进一步理解动量守恒的含义，熟练掌握应用动量守恒定律解决问题 的方法和步骤. 2.会分析碰撞中的临界问题.
内容索引
题型探究
重点难点 各个击破
达标检测
当堂检测 巩固反馈
题型探究
一、分析碰碰车的碰撞(临界问题分析)
方向向右
1 2
解析
答案
(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速 度是多大？方向如何？
答案 0.5 m/s
方向向右
解析 两车的距离最小时，两车速度相同，设为v′，
由动量守恒定律得：mv甲＋mv乙＝mv′＋mv′.
mv甲＋mv乙 v甲＋v乙 3－2 解得 v′＝ ＝ 2 ＝ 2 m/s＝0.5 m/s，方向向右. 2m
着一个质量为m＝15 kg的箱子和他一起以v0＝2 m/s的速度滑行，乙以同
样大小的速度迎面滑来.
图1
(1) 若甲和乙迎面相撞，碰撞后两车以共同的速度运动，求碰撞后两车的
共同速度.
答案 0.4 m/s，方向与甲车初速度方向相同 解析 选择甲整体、箱子、乙整体组成的系统为研究对象，
由动量守恒定律得：(M＋m)v0－Mv0＝(2M＋m)v′
分析临界问题的关键是寻找临界状态，在动量守恒定律的应用中，常常 出现相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向等临界状态， 其临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，这些特 定关系的判断是求解这类问题的关键.
例1
如图1所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他
的冰车的总质量与乙和他的冰车的总质量都为M＝30 kg.游戏时，甲推
解析
答案
针对训练
(多选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞入一个静止的铝原子核
后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核
的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是
A.硅原子核速度的数量级为107 m/s
√ C.硅原子核速度方向跟质子的初速度方向一致 √
B.硅原子核速度的数量级为105 m/s D.硅原子核速度方向跟质子的初速度方向相反
解析
答案
达标检测
1.(临界问题分析)(多选)如图2所示，长木板B质量m1＝3.0 kg，在其右端 放一个质量m2＝1.0 kg的小木块A.现以光滑地面为参考系，给A和B以大 小均为4.0 m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动， 最后A没有滑离B.站在地面的观察者看到在一段 时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间 内的某时刻木板对地面的速度大小可能是 A.1.8 m/s C.2.6 m/s √ B.2.4 m/s √ D.3.0 m/s
图2
1
2
解析
答案
2.(临界问题分析)将两个完全相同的磁铁(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 m/s，方向向右，乙车速 度大小为2 m/s，方向向左并与甲车速度方向在同一直线上，如图3所示.
图3
(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？
答案 1 m/s
解得v′＝0.4 m/s，方向与甲车初速度方向相同.
解析 答案
(2)为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处，乙迅速
ຫໍສະໝຸດ Baidu
抓住.若不计冰面摩擦，求甲至少以多大的速度 (相对地面)将箱子推出，
才能避免与乙地相撞.
答案 5.2 m/s，方向与甲车的初速度方向相同
解析
答案
二、探究未知粒子的性质
动量守恒定律不仅适用于宏观领域也适用于微观领域.
1 2
解析
答案
为了探究未知粒子的性质，物理学家常用加速后的带电粒子去轰击它们，
这时常要运用动量守恒定律.
例2 用α粒子轰击静止氮原子核( 14 7N)的实验中，假设某次碰撞恰好发生
在同一条直线上.已知α粒子的质量为4m0，轰击前的速度为v0，轰击后， v0 产生一个质量为17m0的氧核速度大小为v1，方向与v0相同，且v1＜ 5 ，同 时产生质量为m0的质子，求质子的速度大小和方向. 答案 4v0－17v1 方向与v0的方向同向