高中物理 第1章 3 动量守恒定律的应用学案 教科版选修3-5-教科版高二选修3-5物理学案VIP免费

3.动量守恒定律的应用[学习目标]1.知道碰撞的特点和遵循的规律，会用动量守恒定律解决实际问题．(重点、难点)2.了解中子发现的过程．3．知道反冲现象，了解火箭的工作原理，会用动量守恒定律解决反冲运动的问题．(重点、难点)一、碰撞问题的定量分析1．在碰撞现象中，相互作用的时间很短，外力通常远小于碰撞物体之间的内力，可以忽略不计，认为碰撞过程中动量守恒．2．两物体碰后粘在一起，获得共同速度，这类碰撞属于完全非弹性碰撞．二、中子的发现、反冲现象与火箭的发射1．中子的发现1932年，英国物理学家查德威克发现了中子．2．反冲现象反冲现象遵循动量守恒定律，火箭的发射利用了反冲现象．3．火箭的发射(1)影响火箭最大速度的因素火箭的最大速度主要取决于两个条件：一是向后的喷气速度；二是质量比(火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比)．喷气速度越大，质量比越大，最终速度就越大．(2)多级火箭在现有技术条件下，一级火箭的最终速度还不能达到发射人造卫星所需要的速度，因而发射卫星要用多级火箭．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)发生碰撞的两个物体，动量是守恒的．(√)(2)发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的．(×)(3)碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的．(√)(4)静止的物体做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．(√)(5)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．(√)2．(多选)如图所示，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6m/s，B球的速度是－2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．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，下面的猜测结果可能实现的是()A．vA′＝－2m/s，vB′＝6m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝2m/sC．vA′＝1m/s，vB′＝3m/sD．vA′＝－3m/s，vB′＝7m/sABC[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D满足①式，但不满足②式．]3．如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为______________．[解析]以速度v0的方向为正方向，由动量守恒定律可得：(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，解得分离后卫星的速率v1＝v0＋(v0－v2)．[答案]v0＋(v0－v2)碰撞问题的定量分析1．处理碰撞问题的三个原则(1)动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′.(2)动能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2.(3)速度要合理2．三类“碰撞”模型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”．常见的三类模型如下：(1)子弹打击木块模型甲如图甲所示，质量为m的子弹以速度v0射中放在光滑水平面上的木块B，当子弹相对于木块静止不动时，子弹射入木块的深度最大，二者速度相等，此过程系统动量守恒，动能减少，减少的动能转化为内能．(2)连接体模型乙如图乙所示，光滑水平面上的A物体以速度v0去撞击静止的B物体，A、B两物体相距最近时，两物体速度相等，此时弹簧最短，其压缩量最大．此过程系统的动量守恒，动能减少，减少的动能转化为弹簧的弹性势能．(3)板块模型丙如图丙所示，物块A以速度v0滑上静止在光滑的水平面上的木板B，当A在B上滑行的距离最远时，A、B相对静止，A、B的速度相等．此过程中，系统的动量守恒，动能减少，减少的动能转化为内能．3．爆炸与碰撞的对比爆炸碰撞相同点过程特点都是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒过程模型由于碰撞、爆炸过程相互作用的时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，因此可以把作用过程看作一个理想化过程来处理，即作用后物体仍从作用...