2018高中物理第一章碰撞与动量守恒12探究动量守恒定律沪科版3-5!
2018_19版高中物理第1章碰撞与动量守恒章末总结课件沪科版
守
研究对象：一个物体(或一个系统)
恒
动量定理 内容：合__外__力__的__冲__量__等__于__物__体__动__量__的__变__化__量___
定 基本
公式：_F_t_＝__m_v_′__－__m_v__
律 规律 动量守 内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的
恒定律
_矢__量__和__为零，这个系统的总动量保持不变
①p′＝ p ，作用前后总动量相同
公 ②Δp＝ 0 ，作用前后总动量不变
动
动 式 ③Δp1＝－Δp2 ，相互作用的两个物体动量的变化大
量 基量
小相等、方向相反
守 本守
①系统不受 外力 的作用
恒 规 恒 守 ②系统所受外力的_矢__量__和__为__零__
定 律 定 恒 ③内力远大于 外力 ，且作用时间极短，系统动量近似
第1章 碰撞与动量守恒
章末总结
知识网络
动量：p＝ mv ，矢量，方向与速度v的方向相同，是状态量
Δp＝ p′－p ＝_m_·_Δ_v_
基本 动量变化量 方向：与 Δv 方向相同 动 概念 冲量：I＝ Ft ，矢量，方向与 恒力F 的方向一致，若力为变力，
量
冲量方向与相应时间内动量的改变量方向一致，是过程量
守 本 用 爆炸：动量守恒恒——火箭
定 律 适用范围：宏观、微观、高速、低速均适用
律
律
律 条 守恒 件 ④系统在某一方向上不受外力或所受 外力 的 合力为零 ，
系统在该方向上动量守恒
对心和非对心碰撞
碰 弹性和 弹性碰撞：动量守恒，机械能_守__恒__
动
撞 非弹性 非弹性碰撞：动量守恒，机械能_减__少__(或__有__损__失__)_
高中物理第1章碰撞与动量守恒章末总结课件沪科版选修3_5
例1
质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4
m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的
2 动量变化为 ____ kg· m/s.若小球与地面的作用时间为0.2 s，则小球受到 12 ____N(取g＝10 m/s2). 地面的平均作用力大小为 解析 由题知vt＝4 m/s 方向为正，则动量变化 Δp＝mvt－mv0＝ 0.2×4 kg·m/s－0.2×(－6) kg· m/s＝2 kg·m/s.由动量定理F合· t＝Δp得(N－mg)t Δp 2 ＝Δ p ，则 N＝ t ＋mg＝0.2 N＋0.2×10 N＝12 N.
力加速度为g.求： (1)物块B运动到P点时的速度大小vP； 答案
gR
图3
解析
答案
(2)两物块刚分离时物块B的速度大小vB； 答案
5gR
解析 对于物块B，从N点到P点的过程中由机械能守恒定律得：
1 1 2 2 m v ＝ m v 2 B B 2 B P ＋2mBgR ③
解得 vB＝ 5gR
④
解析 答案
②可用图像法计算.在F－t图像中
阴影部分(如图1)的面积就表示力
在Δt＝t2－t1时间内的冲量. 图1
2.动量定理Ft＝mv2－mv1的应用 (1) 它说明的是力对时间的累积效应 .应用动量定理解题时，只考虑物体的 初、末状态的动量，而不必考虑中间的运动过程. (2) 应用动量定理求解的问题：①求解曲线运动的动量变化量 .②求变力的
(3)物块A在水平面上运动的时间t. 答案
5gR 2μg
解析 设物块A、B分离时A的速度大小为vA，根据动量守恒定律得： mAvA－mBvB＝0 －μmAgt＝0－mAvA ⑤ ⑥
高中物理第1章碰撞与动量守恒1.2探究动量守恒定律课时2动量守恒定律课件沪科版选修3_5
针对训练1 法正确的是
如图4 所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，
现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说 A.男孩和木箱组成的系统动量守恒 B.小车与木箱组成的系统动量守恒 C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 √ D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 图4
A.v0－v2 m2 C.v0－m v2 1
B.v0＋v2
√
m2 D.v0＋m (v0－v2) 1
图6
m2 解析 根据动量守恒定律有(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，可得v1＝v0＋ (v0 m1 －v2)，故选D.
4.动量守恒定律的普适性
动量守恒定律的适用范围很广，它不仅适用于宏观、低速领域，而且适用
微观 、______ 高速 领域.动量守恒定律适用于目前为止的一切领域. 于_____
5.对系统“总动量保持不变”的理解
(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、
末两个状态的总动量相等.
解析
答案
二、动量守恒定律的简单应用
1.动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义：
(1)p＝p′：系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′.
(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′：相互作用的两个物体组成的系统，作用
前的动量和等于作用后的动量和.
(3)Δp1＝－Δp2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量
图5
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
答案
例3
高中物理选修3-5动量守恒定律 碰撞的速度合理性公式
高中物理选修3-5动量守恒定律碰撞的速度合理性公式如此题：两个小球A 、B 在光滑水平面上相向运动，已知它们的质量分别是m 1= 4kg ，m 2= 2kg ，A 的速度v 1=3m /s (设为正)，B 的速度v 2= -3m/s ，则它们发生正碰后，其速度可能分别是A. 均为+1 m /sB. +4 m /s 和-5m /sC. +2m /s 和- 1m /sD. -1m/s 和+5m /s 答案：AD一般解法：设碰撞后两物体速度分别是v A 和v B ，由动量守恒定律可以得到：m 1v 1+m 2v 2=m 1v A +m 2v B ①分别将v A =1m /s ，v B =1m /s ；v A =4m /s ，v B =-5m /s ；v A =2m /s ，v B =-1m /s ；v A =-1m /s ，v B =5m /s 代入①中；可验证4个选项都满足动量守恒定律，再看动能变化情况: 设碰撞前得动能为E k ，碰撞后的动能为E k ′E k = 12m 1v 12+ 12m 2v 22=27J E k ′=12m 1v A 2+ 12m 2v B 2 由于碰撞过程动能不可能增加，所以应有E k ≥E k ‘，据此可排除选项B ；选项C 虽满足E k ≥E k ‘，但A 、B 沿同一直线相向运动，发生碰撞后各自仍保持原来速度的方向（v A ＞0，v B ＜0），这显然是不符合实际的，因此选项C 错误；验证选项A 、D 均满足E k >E k ‘.故正确的选项为A （完全非弹性碰撞）和D （弹性碰撞）。
总结归纳后我们可以发现，被撞物体的速度（记为v 2）总在一个范围，假设被撞物体的起始速度为0，碰撞的物体起始速度为v 0，按照动量守恒定律和动能定理，我们可以求解被撞物体的速度（v 2）⎥⎦⎤⎢⎣⎡++∈0211021122,v m m m v m m m v 前者是分配速度，后者是教材例题的结论。
高中物理第1章碰撞与动量守恒1.2探究动量守恒定律课时1探究物体碰撞时动量变化的规律课件沪科版选修3_5
沿这一直线运动.
设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别
为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′，如果速度
方向与我们规定的正方向一致取正值，相反取负值.
根据实验求出两物体碰撞前的总动量
p＝m1v1＋m2v2 碰撞后总动量p′＝m1v1′＋m2v2′
二、实验设计
1.实验设计要考虑的问题
图4
块从一侧经过光电门后两滑块碰撞，然后一起运动经 5.在滑块上安装好撞针及橡皮泥后， 过另一光电门，测出两滑块的质量和速度，将实验结 将装有橡皮泥的滑块停在两光电 果记入相应表格中 . 门之间，装有撞针的滑
6.根据上述各次碰撞的实验数据寻找物体碰撞时动量变 化的规律. 气垫导轨实验数据记录表
碰撞前
减小了由摩擦产生的影响.
图1
图2
天平 (1)质量的测量：用 _____测量.
光电计时器 (2)速度的测量：用 ___________测量. 设Δs为滑块上挡光条的宽度，Δt为数字计时器显示的滑 Δs Δt 块上挡光条经过光电门的时间，则 v＝_____.
三、实验步骤和数据处理
1.调节气垫导轨，使其水平.是否水平可按如下方法检
解
答
②碰撞前滑块 1 的速度v1 为 __________ m/s ；碰撞后滑 块 1 的 速 度 v2 为 __________ m/s ； 滑 块 2 的 速 度 v3 为 _________ m/s；(结果均保留两位有效数字) 答案 见解析 －3 5 × 10 d 解析滑块 1 碰撞之前的速度 v1＝ ＝ Δt1 10.01×10－3 m/s≈0.50 m/s；
图5
⑥释放滑块 1 ，滑块 1 通过光电门 1 后与左侧固定弹簧的 滑块2相碰撞，碰撞后滑块1和滑块2依次通过光电门2， 两滑块通过光电门2后依次被制动； ⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间：滑块 1 通过光 电门1的挡光时间为Δt1＝10.01 ms，通过光电门2的挡光 时间为Δt2＝49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间为 Δt3＝8.35 ms；
(沪科版)高中物理选修3-5教师用书：第1章 1.3动量守恒定律的案例分析 含解析
学习目标知识脉络1.会用动量守恒定律处理碰撞和爆炸问题．(重点)2．知道反冲运动的概念及反冲运动的一些应用．3．知道反冲运动的原理．(重点)4．掌握应用动量守恒定律解决反冲运动问题．(重点、难点)5．了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素．(难点)用动量守恒分析碰撞和爆炸问题[核心点击]1．碰撞过程的分析在所给条件不足的情况下，碰撞结果有各种可能，但不管哪种结果必须同时满足以下三条：(1)系统动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′.(2)系统动能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2或＋≥＋.(3)符合实际情况，如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度必大于前面物体的速度，即v后＞v前，否则无法实现碰撞．碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度，即v′前≥v′后，否则碰撞没有结束．如果碰前两物体相向运动，则碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零．2．碰撞与爆炸的特点(1)碰撞的特点是动量守恒，动能不增加．例如，子弹射入自由木块中；两相对运动物体间的绳子绷紧；物块在放置于光滑水平面上的木板上运动直至相对静止；物体冲上放置于光滑水平面上的斜面直至最高点．这些情景中，系统动量守恒(或某一方向上动量守恒)，动能转化为其他形式的能，末状态两物体相对静止．可应用动量守恒定律，必要时结合能量的转化和守恒定律分析求解．(2)爆炸的特点是动量守恒，其他形式的能转化为动能．同样，在很多情况下相互作用的物体具有类似的特点．例如，光滑水平面上弹簧将两物体弹开；人从车(或船)上跳离；物体从放置于光滑水平面上的斜面上滑下．这些过程与爆炸具有类似的特征，可应用动量守恒定律，必要时结合能量的转化和守恒定律分析求解．1．(多选)如图131所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B 球的速度是－2 m/s，不久A、B两球发生了碰撞(碰撞前后两物体在同一直线上运动)．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果可以实现的是( )图131A．vA′＝－2 m/s，vB′＝6 m/sB．vA′＝2 m/s，vB′＝2 m/sC．vA′＝－3 m/s，vB′＝7 m/sD．vA′＝－6 m/s，vB′＝2 m/s【解析】两球碰撞前后应满足动量守恒定律及碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和．即mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′①，mAv＋mBv≥mAvA′2＋mBvB′2②，答案C中满足①式，但不满足②式，答案D中满足②式，但不满足①式，所以C、D选项均错误．【答案】AB2．两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4 kg的物块C静止在前方，如图132所示．B与C碰撞后二者会粘在一起运动．则在以后的运动中：图132(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？(2)系统中弹性势能的最大值是多少？【解析】(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大．由A、B、C三者组成的系统动量守恒有(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)·vABC，解得vABC＝ m/s＝3 m/s.(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为vBC，则mBv＝(mB＋mC)vBC，vBC＝ m/s＝2 m/s，设物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒Ep＝(mB＋mC)v＋mAv2－(mA＋mB＋mC)v＝×(2＋4)×22 J＋×2×62 J－×(2＋2＋4)×32 J＝12 J.【答案】(1)3 m/s(2)12 J3．从某高度自由下落一个质量为M的物体，当物体下落h时，突然炸裂成两块，已知质量为m的一块碎片恰能沿竖直方向回到开始下落的位置，求：(1)刚炸裂时另一块碎片的速度；(2)爆炸过程中有多少化学能转化为碎片的动能？【解析】(1)M下落h时：由动能定理得Mgh＝Mv2，解得v＝2gh爆炸时动量守恒：Mv＝－mv＋(M－m)v′v′＝，方向竖直向下．(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增加量，即ΔEk＝mv2＋(M－m)v′2－Mv2＝(m－M)v2＋＝.【答案】(1)，方向竖直向下(2)4MmghM－m判断一个碰撞是否发生的三个切入点(1)是否符合动量守恒定律．(2)系统的总动能如何变化，如果增加则碰撞不可能发生．(3)碰撞前后的运动情况是否符合实际情况．反冲现象[先填空]1．定义物体系统的一部分向某方向运动，而其余部分向相反方向运动的现象叫做反冲．2．特点(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．(2)反冲现象中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理．(3)反冲现象中，由于有其它形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加．[再判断]1．做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．(√)2．一切反冲现象都是有益的．(×)3．章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．(√)[后思考]1．反冲运动中，内力做功的代数和是否为零？【提示】不为零．反冲运动中，两部分受到的内力做功的代数和为正值．2．两位同学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2 m，跳到岸上绝对没有问题．于是她纵身一跳，结果却掉到了水里(如图133所示)，她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？图133【提示】这位同学与船组成的系统在不考虑水的阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳起前后遵循动量守恒定律．在她向前跳起瞬间，船要向后运动．[核心点击]1．反冲运动的特点及遵循的规律(1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果．(2)条件：①系统不受外力或所受外力的矢量和为零．②内力远大于外力；③系统在某一方向上不受外力或该方向上所受外力之和为零．(3)反冲运动遵循动量守恒定律．2．讨论反冲运动应注意的两个问题(1)速度的反向性对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反．(2)速度的相对性一般都指对地速度．3．“人船模型”问题(1)定义两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题.(2)特点①两物体满足动量守恒定律：m11－m22＝0.②运动特点：人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即＝＝.③应用此关系时要注意一个问题：即公式1、2和x一般都是相对地面而言的．4．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图134所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是打开阀门________．图134【解析】根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由0＝m水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出，应打开阀门S2.【答案】S25．质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人，共同静止在距地面为h的高空中．现从气球上放下一根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少有多长？【导学号：060920xx】【解析】如图所示，设绳长为L，人沿软绳滑至地面的时间为t，由图可知，L＝x人＋x球．设人下滑的平均速度大小为v人，气球上升的平均速度大小为v球，由动量守恒定律得：0＝Mv球－mv人即0＝M－m，0＝Mx球－mx人又有x人＋x球＝L，x人＝h解以上各式得：L＝h.【答案】h解决“人船模型”应注意两点(1)适用条件：①系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零；②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)．(2)画草图：解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移．火箭[核心点击]1．原理火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用来获得巨大速度．2．火箭的速度设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量为Δm，速度为u，喷气后火箭的质量为m，获得的速度为v，由动量守恒定律：0＝mv＋Δmu，得v ＝－u.即：火箭获得速度取决于燃气喷出速度u及燃气质量与火箭本身质量之比两个因素．3．多级火箭由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的7.9 km/s，实际火箭为多级．多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求．6．一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，探测器匀速运动时，其喷气方向为________．【解析】探测器匀速运动时，通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力为零，根据反冲运动的特点可知应竖直向下喷气．【答案】竖直向下7．将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是________．【解析】应用动量守恒定律解决本题，注意火箭模型质量的变化．取向下为正方向，由动量守恒定律可得：0＝mv0－(M－m)v′，故v′＝.【答案】mv0M－m8．一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次．求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？【解析】选取整体为研究对象。
高中物理第一章碰撞与动量守恒1.4美妙的守恒定律课件沪科版选修3_5
学案 4 美妙的守恒定律
本
学 案
[学习目标定位]
栏 目
1.了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞.
开 关
2.会用动量、能量观点综合分析，解决一维碰撞问题.
3.掌握弹性碰撞的特点，并能解决相关类弹性碰撞问题．
知识·储备区
学案5
本 1．动量守恒定律的表达式
学 案
若为两个物体组成的系统，则有 m1v1＋m2v2＝ m1v1′
关
学习·探究区
学案5
二、弹性碰撞模型及拓展应用
[问题设计]
本
已知 A、B 两个弹性小球，质量分别为 m1、m2，B 小球静
学 案
止在光滑的水平面上，如图 2 所示，A 以初速度 v0 与 B
栏
小球发生正碰，求碰后 A 小球速度 v1 和 B 小球速度 v2 的
目
开
大小和方向．
关
图2
学习·探究区
学案5
学习·探究区
学案5
[要点提炼]
1．碰撞的特点
(1)经历的时间 极短 ，通常情况下，碰撞所经历的时
本 学
间在整个力学过程中是可以忽略的；
案 栏
(2)碰撞双方相互作用的内力往往 远大于 外力．
目 开
2．三种碰撞类型
关
(1)弹性碰撞
动量守恒：m1v1＋m2v2＝ m1v1′＋m2v2′
动能守恒：12m1v1 2＋12m2v2 2＝12m1v1′2＋12m2v2′2
由机械能守恒定律得
1 2m1v1
2＋12m2v2
2＝12m1v1′2＋12m2v2′2，
代入数据得 v1′＝－0.7 m/s，v2′＝0.8 m/s.
学习·探究区
2018_2019版高中物理第1章碰撞与动量守恒微型专题动量守恒定律的应用课件沪科版选修3_520190110267
解析 答案
(2)铁块刚滑上B时的速度大小.
答案 2.75 m/s
解析 设铁块刚滑上B时的速度为v′，
此时A、B的速度均为vA＝0.25 m/s，
由系统动量守恒得：mv＝mv′＋(MA＋MB)vA
可求得v′＝2.75 m/s.
解析 答案
总结提升
处理多物体、多过程动量守恒应注意的问题：
车后车的速度v′.
答案
解析
mvcos θ ，方向与 v 的水平分量方向相同. M＋m
图2
物体和车作用时总动量不守恒，而水平面光滑，系统在水平方向
上动量守恒，即mvcos θ＝(M＋m)v′，
mvcos θ 得 v′＝ ，方向与 v 的水平分量方向相同. M＋m
解析 答案
总结提升 虽然系统整体上不满足动量守恒的条件，但在某一特定方向上，系统不 受外力或所受外力远小于内力，则系统沿这一方向的分动量守恒，可沿 这一方向由动量守恒定律列方程解答.
(1)正方向的选取.
(2)研究对象的选取，明确取哪几个物体为系统作为研究对象.
(3)研(某一方向上的动量守恒 )(多选) 如图4所示，在光滑的水平面上放着一 个上部为半圆形光滑槽的木块，开始时木块是静止的，把一个小球放到 槽边从静止开始释放，关于两个物体的运动情况，下列说法正确的是 A.当小球到达最低点时，木块有最大速率 √ B.当小球的速率最大时，木块有最大速率 √
1
2
3
4
解析
答案
4.(多过程中的动量守恒 )如图7所示，光滑水平面上有三个木块 A、B、C， 质量分别为mA、mB、mC，mA＝mC＝2m、mB＝m.A、B用细绳连接，中间 有一压缩的弹簧(弹簧与木块不拴接).开始时A、B以共同速度v0运动，C 静止.某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在 一起，最终三木块速度恰好相同，求B与C碰撞前B的速度.
高中物理 第1章 碰撞与动量守恒 1.4 美妙的守恒定律课件 沪科版选修35
例2 一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v＝2 m/s，爆炸成 为甲、乙两块弹片水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1.不计质量损失，取
重力加速度g＝10 m/s2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是
√
解析 答案
二、弹性正碰模型
例3 如图4所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平， AB段与BC段平滑连接，质量为m1的小球从高为h处由静止开始沿轨道下 滑，与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞，碰撞后两球的运 动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失.求碰撞后小球 m2的速度大小v2. 答案 2m1 2gh
(2)规律：动量守恒：m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v共 碰撞中机械能损失最多 |ΔEk|＝12m1v1 2＋12m2v2 2－12(m1＋m2)v共2
即学即用
判断下列说法的正误. (1)发生碰撞的两个物体，动量一定是守恒的.( √ ) (2)发生碰撞的两个物体，机械能一定是守恒的.( × ) (3)碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失最大.( √ )
解析 答案
(2)在问题(1)的条件下，求碰撞后损失的动能； 答案 0.135 J 解析 碰撞后两物体损失的动能为 ΔEk＝12m1v1 2＋12m2v2 2－12(m1＋m2)v2＝ [12×0.3×0.52＋12×0.2×(－1)2－12×(0.3＋0.2)×(－0.1)2] J＝0.135 J.
图5
√D.v1＝v2＝0，v3＝v0
解析 答案
总结提升
1.当遇到两物体发生碰撞的问题时，不管碰撞的环境如何，要首先想到 利用动量守恒定律. 2.两质量相等的物体发生弹性正碰，速度交换. 3.解题时，应注意将复杂过程分解为若干个简单过程(或阶段)，判断每个 过程的动量守恒情况、机械能守恒情况.但每一过程能量一定守恒.
高中物理第1章碰撞与动量守恒1.2课时2动量守恒定律课件沪科版选修3_5
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
图8 (1)小车的最大速度的大小； 答案 0.8 m/s
1234
解析 答案
(2)行李包从滑上小车至在小车上滑到最远处所经历的时间. 答案 0.3 s 解析 对行李包，由动量定理得－μmgt＝mv－mv0 解得t＝0.3 s.
1234
解析 答案
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
答案
特别提醒 利用动量守恒定律解题时首先选定正方向，然后确定初、 末状态速度的正负.
总结提升
应用动量守恒定律解题，在规定正方向的前提下，要注意各已知速度的 正负号，求解出未知速度的正负号，一定要指明速度方向.
达标检测
1.(对动量守恒条件的理解)如图6所示，小车与 木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一 男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于 上述过程，下列说法正确的是 A.男孩和木箱组成的系统动量守恒 B.小车与木箱组成的系统动量守恒
第1章 1.2 探究动量守恒定律
课时2 动量守恒定律
[学习目标] 1.理解系统、内力、外力的概念. 2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解守恒的条件. 3.了解动量守恒定律的普遍意义，会初步利用动量守恒定律解决实际问题.
沪科版高中物理选修(3-5)第1章《碰撞与动量守恒》ppt课件
本 学 案 栏 目 开 关
专题·整合区
解析
学案7
这是一个由 A、B、C 三个物体组成的系统，以该
系统为研究对象，当 C 在 A、B 上滑动时，A、B、C 三个 物体间存在相互作用， 但在水平方向上不存在其他外力作 用，因此系统的动量守恒．
(1) 当 C 滑上 A 后， 由于有摩擦力作用， 将带动 A 和 B 一 起运动，直到 C 滑上 B 后，A、B 两木块分离，分离时木 块 A 的速度为 vA.最后 C 相对静止在 B 上，与 B 以共同速 度 vB＝3.0 m/s 运动，由动量守恒定律有： mCvC＝mAvA＋(mB＋mC)vB.
专题·整合区
学案7
针对训练
如图 3 所示， 光滑水平面
上有三个木块 A、B、C，质量分 别为 mA＝mC＝2m，mB＝m，A、
本 学 案 栏 目 开 关
图3 B 用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓
接)．开始时 A、B 以共同速度 v0 运动，C 静止．某时 刻细绳突然断开，A、B 被弹开，然后 B 又与 C 发生碰 撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同，求 B 与 C 碰撞前 B 的速度．
本 学 案 栏 目 开 关
答案
BC
专题·整合区
学案7
二、多过程问题，合理选择初末状态 对于由多个物体组成的系统，由于物体较多，作用过 程较为复杂， 这时往往要根据作用过程中的不同阶段， 将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统，对不 同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态，分别列 动量守恒定律方程求解．
本 学 案 栏 目 开 关
专题·整合区
学案7
三、碰撞中的临界问题 相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理， 那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最 远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关 键都是“速度相等”． 1．涉及弹簧类的临界问题：对于由弹簧组成的系统，在物 体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短或拉 伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等．
高中物理第1章碰撞与动量守恒1.3动量守恒定律的案例分析课件沪科版选修3_5ppt版本
问题2：通过课本案例，你如何分析碰碰车的碰撞
N1
N2
？如图所示，在游乐场上 审题指导
，两位同学各驾着一辆 碰碰车迎面相撞，此后 ，两车以共同的速度运
①本题中相互作用 F1 的系统是什么？
内力
F2 系统
动。设甲同学和他的车 ②分析系统受到哪几 的总质量为150kg，碰 个外力的作用？是否
G1 外力 G2
反冲运动是相互作用物体之间的作用力与反作用力产生的效果。反冲过 程中，系统的合外力一般不为零；但反冲运动中如果属于内力远大于外 力的情况，可认为反冲运动中系统动量是守恒的。
问题5：进一步分析气球的运动 ？一静止的质量为M的气球和
气体，以对地速度v放出质量 m的气体，研究剩余部分和气 球相对于地的速度。
3、适用条件 (1)系统不受外力；(理想条件) (2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)
(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力，外力相对来 说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）
(4)系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符 合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒.(单向条件)
226m0-4m0=222m0
2m0+2m0=4m0
的速度，试求氡原子核 具有的速度。
一个质子或中子的质量为m0
小试牛刀 镭(Ra)原 解析
子核是不稳定的，它有
88个质子和138个中子，
会自发地以一定速度放 出一个α粒子(α粒子含有 2个质子和2个中子)，然 后变为氡(Rn)原子核。 若质子和中子的质量相 等， α粒子在离开镭原 子核时具有1.5×107m/s 的速度，试求氡原子核 具有的速度。
解析 系统
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.2 探究动量守恒定律
一、教学目标
1. 教养性目标（知识目标）:
(1)进一步理解动量的概念;
(2)初步理解冲量的概念;
(3)初步掌握动量守恒定律，并能应用这个守恒定律讨论和解释一些简单的问题。
2. 发展性目标（能力目标）:
(1)通过问题研究,培养学生研究实际问题的能力和创新精神;
(2)通过阅读教材和分析、讨论问题，培养学生自主学习的能力；
(3)通过演示实验、学生分组实验和电脑操作，培养学生的观察能力和实践能力。
3. 教育性目标（情感目标）:
培养学生学习物理的兴趣,激发其探求知识的欲望和学习的积极性、主动性，领悟科学研究的基本方法。
二、教学重点：动量守恒定律的来龙去脉。
三、教学难点：应用动量守恒定律解释实际问题。
四、教学器材：计算机、CAI教学软件、实物展示台、数码投影仪、演示实验和学生分组实验仪器等。
五、课型：新授课。
六、教学时间：
七、教学过程：
1. 设疑激趣，创设研究情境
设置悬念：鸡蛋是我们每天都需要的营养食品，如果我将这只生鸡蛋用力扔出去，鸡蛋的命运会怎样？
演示:站在教室中部用力将鸡蛋水平扔向竖直悬挂在黑板前的大绒布。
提问:你观察到什么现象?
学生:扔在绒布上鸡蛋没破。
教师从绒布下拿出那只鸡蛋并提问:如果站在同一位置将同一只鸡蛋以相同的力向墙上扔，会出现什么结果？
演示:用力将鸡蛋水平扔向墙壁（墙壁上事先贴有白纸）。
学生:鸡蛋破了。
激疑:两种情况下鸡蛋与墙或布作用前的动量可以认为是相同的,作用后的动量变为零，鸡蛋的动量变化是相同的。
但究竟是什么原因使得鸡蛋出现不同的结局?
教师:再请大家看一段录象。
教师演示课件:播放几个体育运动的视频录象（在节奏感强烈的音乐背景下依次出现亚运会跳高、拳击、跳马、吊环等比赛镜头）。
提问:看完这段录象后，我们可能会提出很多问题，比如跳高、跳马、吊环运动员落地时为什么要落在软垫上？激烈的拳击比赛中，运动员为什么要戴拳击手套？以上这些问题是大家熟悉却不能科学解释的问题，也正是本节课我们要研究的问题。
课件显示:
二、动量守恒定律
2. 分层展开,引导自主探究
(1)关于物体动量的变化跟哪些因素有关的研究
①提出假说
教师:要解决刚才提出的问题,必须首先研究、解决物体的动量变化跟哪些因素有关这一问题。
你们先猜一猜看,物体的动量变化与哪些因素有关?
学生甲猜想:可能与物体的质量和它受到的力有关。
学生乙猜想:可能与物体受到的力的大小和力的作用时间有关。
②定性验证
教师:同学们会提出各种不同的假说，这些假说是否正确?请你们操作第一个学习软件，先对两个实例进行定性讨论，由此你能得出什么结论？
学生:动手操作学习软件并相互协作讨论。
学生计算机显示：讨论题——
ⅰ.一辆以某一速度行驶的汽车，关闭发动机后，要使汽车停下来即使它的动量为零，如果你是驾驶员可以采取哪些措施？
ⅱ.静止的足球，要使它运动起来即使它获得一定的动量，可用哪些方法？
请一学生回答对讨论题的分析结果：……
学生归纳:物体动量的变化跟物体所受力的大小和作用时间的长短有关。
③定量验证
提问:你得出的这一结论是否正确?你如何验证?
学生提出观点:可以采用数学推导的方法。
教师:很好！数学推导的方法也称定量分析法，请大家继续研究。
学生:继续操作计算机进行定量分析推导。
学生计算机显示（动画）：一个质量为m 的物体，初速度为v ，在合外力F 的作用下，经过时间t，速度变为v'，该物体动量的变化与什么有关？
请一学生上讲台讲述推导过程（实物展示台显示其推导内容）：
F = ma = m(v' - v) / t
Ft = mv' - mv
学生归纳:根据Ft = mv' - mv ,只要力和力的作用时间的乘积Ft 相同,物体的动量变化就相同。
由此可以证明，物体的动量变化确实与物体所受合外力和作用时间有关，而且它们有确定的关系。
④实验验证
激疑:同学们定量分析的结论是否真的可靠?如何进一步验证?
部分学生:可以用实验验证。
教师：很好！实验是物理学研究问题的基本方法。
请大家利用提供的纸条和砝码做抽纸条实验，注意观察现象并讨论该实验能否验证上述结论？
学生分组实验：抽纸条(一次慢抽,一次快抽)。
学生解释实验现象：慢抽和快抽纸条，物块受到的摩擦力可认为相同。
慢抽时物块受到的摩擦力作用时间长，物块的动量变化大；快抽纸条时物块受到的摩擦力作用时间短，物块的动量变化小，物块几乎不动。
⑤得出结论
教师归纳:我们从提出假说到定性分析到定量分析再到实验验证,应用物理学的研究方法可以得出结论:物体的动量变化的确决定于物体所受力的大小F 和力的作用时间t,而且跟两者的乘积相同。
提问: Ft = mv' - mv中等号右边的物理意义是什么?
全体学生: mv' - mv是物体动量的变化。
提问:引起物体动量变化的因素是什么?物理学中把力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
课件显示: 力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
教师：冲量是一个新的物理量，对于这个新物理量，你打算提出哪些你所关心的问题？
学生甲提问：我想知道冲量是不是矢量？它有没有方向？
学生乙提问：冲量的大小如何计算？它有没有适用条件？
学生丙提问：冲量的单位是什么？它与动量的单位有什么关系？
布置自学任务:冲量是引起物体动量变化的因素,如何解决你们提出的问题？如何初步
理解冲量这一概念?请阅读课本P161第2、3两段，并操作第二个教学软件,从中找出答案。
学生归纳: ……
课件显示：
大小：I = F t
对于恒力，冲量的方向：与F的方向相同
单位：N·s
启发:引入冲量的概念后,同学们刚才得到的结论可以怎样表述?
学生表达：……
课件显示: 物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化,这个
结论叫做动量守恒定律。
即: F t = p' - p
教师:动量守恒定律揭示了物体动量变化的规律,它虽然是由牛顿第二定律推导出来,
但比牛顿第二定律有着更为广泛的应用,这方面的知识请同学们课后查阅有关资料学习。
学生操作计算机练习:课本P16中两个问题。
学生甲回答：钢球所受冲量的大小为1.2N·s,方向水平向左。
学生乙回答：钢球所受冲量的大小为0.56N·s,方向竖直向上。
(2)关于变力的冲量和变力的计算的研究
教师:在现实中,我们遇到的物体与物体之间的相互作用力一般不是恒力。
比如欧美比较盛行垒球运动，球棒和垒球之间的相互作用力有什么特点？请大家看动画摸拟。
教师：动画演示打垒球。
学生：球棒和垒球之间的相互作用时间很短。
提问：这种作用力的大小具有什么特点？请继续看动画摸拟。
教师：慢镜头动画摸拟演示垒球和球棒之间的相互作用。
师生讨论：作用力先急剧增大然后急剧减小，具有这种特点的力叫做冲力。
在冲击、碰撞等现象中，物体间的相互作用力都是冲力。
在这段极短的时间内，冲力的冲量大小在数值上等于F-t 图包围的面积。
假设有一个恒力在同样时间内的冲量与冲力的冲量相等，那么，这个恒力就等于变力在作用时间内的平均值。
归纳:冲力(变力)的冲量的效果等效于一个恒力的冲量的效果。
因此，动量守恒定律既适用于恒力，也适用于变力，它具有广泛性。
应用等效方法，便可以求出球棒对垒球的平均作用力。
3. 应用训练，强化意义理解
提问:至此,我们是否可以解释鸡蛋问题?
学生讨论后请一学生回答: 鸡蛋与绒布作用时，由于绒布比较软，延长了相互作用时
间，绒布对鸡蛋的作用力较小，鸡蛋没有破；鸡蛋与墙壁作用时，由于墙壁比较硬，相互作用时间极短，墙壁对鸡蛋的作用力很大，鸡蛋就破了。
提问：本课开始提出的有关体育运动的几个问题如何解释？
学生回答：跳高、跳马、吊环运动员落在软垫上，由于软垫的缓冲作用，延长了运动员与垫子的作用时间，减小了垫子对运动员的作用力，运动员比较安全。
拳击运动员比赛时要戴拳击手套也是这个道理。
教师：回答得很好！
布置自学任务:阅读课本最后一段——“应用举例”,观看计算机软件四（含有冲床冲压、易碎物品、轮船码头等视频录象）,思考如何解释这些现象并归纳动量守恒定律有几方面的实际应用?
学生讨论并回答问题：
学生甲回答“冲床冲压”：……
学生乙回答“易碎物品”：……
学生丙回答“轮船码头”：……
学生思考讨论：课本P164练习二(1)(2)。
学生分组实验:缓冲装置的模拟。
课件显示：据F = △p /△t ,在△p一定的情况下
①要得到较大的力,应减小作用时间;
②要减小力的作用,应延长作用时间。
4. 归纳总结,形成认知结构
课件显示:本节主要知识结构。