高中物理 第1章 碰撞与动量守恒章末分层突破教师用书 沪科版选修3-5-沪科版高二选修3-5物理学案VIP免费

第1章碰撞与动量守恒[自我校对]1①质量②速度③mv④v⑤Ft⑥动量的变化⑦I＝mvt－mv0⑧p1＋p2＝p1′＋p2′⑨动量⑩动能守恒⑪有损失⑫损失最多____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________动量定理及其应用1.冲量的计算(1)恒力的冲量：公式I＝Ft适用于图11计算恒力的冲量.(2)变力的冲量①通常利用动量定理I＝Δp求解.②可用图象法计算.在Ft图象中阴影部分(如图11)的面积就表示力在时间Δt＝t2－t1内的冲量.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求变力的冲量问题及平均力问题.③求相互作用时间.④利用动量定理定性分析现象.一个铁球，从静止状态由10m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4s，该铁球的质量为336g，求：(1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？(2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？(3)泥潭对小球的平均作用力为多少？(保留两位小数，g取10m/s2)【解析】(1)小球自由下落10m所用的时间是t1＝＝s＝s，重力的冲量IG＝mgt1＝0.336×10×N·s≈4.75N·s，方向竖直向下.2(2)设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg(t1＋t2)－Ft2＝0泥潭的阻力F对小球的冲量Ft2＝mg(t1＋t2)＝0.336×10×(＋0.4)N·s≈6.10N·s，方向竖直向上.(3)由Ft2＝6.10N·s得F＝15.25N.【答案】(1)4.75N·s(2)6.10N·s(3)15.25N动量守恒定律应用中的临界问题解决相互作用物体系统的临界问题时，应处理好下面两个方面的问题：1.寻找临界状态题设情景中看是否有相互作用的两物体相距最近、恰好滑离、避免相碰和物体开始反向运动等临界状态.2.挖掘临界条件在与动量相关的临界问题中，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.3.常见类型(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.(2)涉及相互作用边界的临界问题在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中，由于物体间弹力的作用，斜面在水平方向上将做加速运动，物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度，物体到达斜面顶端时，在竖直方向上的分速度等于零.(3)子弹打木块类的临界问题：子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同，子弹位移为木块位移与木块厚度之和.如图12所示，甲车质量m1＝m，在车上有质量为M＝2m的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m2＝2m的乙车正以v0的速度迎面滑来，已知h＝，为了使两车不可能发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看作质点.图12【解析】设甲车(包括人)滑下斜坡后速度为v1，由机械能守恒定律得(m1＋M)v＝(m1＋M)gh得：v1＝＝2v03设人跳离甲车的水平速度(相对地面)为v，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为v1′和v2′，则人跳离甲车时：(M＋m1)v1＝Mv＋m1v1′即(2m＋m)v1＝2mv＋mv1′①人跳上乙车时：Mv－m2v0＝(M＋m2)v2′即2mv－2mv0＝(2m＋2m)v2′②解得v1′＝6v0－2v③v2′＝v－v0④两车不可能发生碰撞的临界条件是v1′＝±v2′当v1′＝v2′时，由③④解得v＝v0当v1′＝－v2′时，由③④解得v＝v0故v的取值范围为v0≤v≤v0.【答案】v0≤v≤v0动量守恒和能量守恒的综合应用1.解决该类问题用到的规律动量守恒定律，机械能守恒定律，能量守恒定律，功能关系等.2.解决该类问题的基本思路(1)认真审题，明确题目所述的物理情景，确定研究对象.(2)如果物体间涉及多过...