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高中物理 第一章 碰撞与动量守恒章末整合提升教学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理教学案

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第一章 碰撞与动量守恒章末整合提升一、动量定理及应用1.内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的改变量.2.公式:Ft=mvt-mv0,它为矢量式,在一维情况时可变为代数运算.3.研究对象是质点:它说明的是外力对时间的积累效果.应用动量定理分析或解题时,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.4.解题思路:(1)确定研究对象,进行受力分析;(2)确定初、末状态的动量(要先规定正方向,以便确定动量的正、负,还要把初、末状态的速度换成相对于同一惯性参考系的速度);(3)利用 Ft=mvt-mv0列方程求解.【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,则小球受到地面的平均作用力大小为________N(取 g=10 m/s2).答案 2 12解析 由题知 v2=4 m/s 方向为正,则动量变化 Δp=mv2-mv1=0.2×4 kg·m/s-0.2×(-6)kg·m/s=2 kg·m/s.由动量定理 Ft=Δp 得(FN-mg)t=Δp,则 FN=+mg= N+0.2×10 N=12 N.借题发挥 (1)动量、动量的变化量和动量定理都是矢量或矢量式,应用时先规定正方向.(2)物体动量的变化率等于它所受的力,这是牛顿第二定律的另一种表达形式.二、多过程问题中的动量守恒1.正确选择系统(由哪几个物体组成)和过程,分析系统所受的外力,看是否满足动量守恒的条件.2.准确选择初、末状态,选定正方向,根据动量守恒定律列方程.【例 2】 如图 1 所示,光滑水平轨道上放置长木板 A(上表面粗糙)和滑块 C,滑块 B 置于A 的左端,三者质量分别为 mA=2 kg、mB=1 kg、mC=2 kg.开始时 C 静止,A、B 一起以 v0=5 m/s 的速度匀速向右运动,A 与 C 发生碰撞(时间极短)后 C 向右运动,经过一段时间,A、B 再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与 C 碰撞.求 A 与 C 发生碰撞后瞬间 A的速度大小.图 1答案 2 m/s解析 长木板 A 与滑块 C 处于光滑水平轨道上,两者碰撞时间极短,碰撞过程中滑块 B 与长木板 A 间的摩擦力可以忽略不计,长木板 A 与滑块 C 组成的系统,在碰撞过程中动量守恒,则 mAv0=mAvA+mCvC两者碰撞后,长木板 A 与滑块 B 组成的系统,在两者达到同速之前系统所受合外力为零,系统动量守恒,mAvA+mBv0=(mA+mB)v长木板 A...

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