高考物理总复习（重难点突破+题型探究）第六章第2课 动量守恒定律的综合应用课件.ppt

第2课动量守恒定律的综合应用 第一单元动量动量守恒定律 1 碰撞 1 碰撞的特点 直接作用 时间短 内力远大于外力 2 碰撞的种类 3 弹性碰撞的规律 两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和动能守恒 以质量为m1速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例 则有m1v1 m1v1 m2v2 4 结论 当两球质量相等时 两球碰撞后交换速度 当质量大的球碰质量小的球时 碰撞后两球都向前运动 当质量小的球碰质量大的球时 碰撞后质量小的球被反弹回来 2 摩擦力做功的处理一对滑动摩擦力做功的过程中 既有通过摩擦力做功 将部分机械能从一个物体转移到另一个物体 又有部分机械能转化为内能 对于单个物体 要用动能定理列式 计算各个物体对地运动的位移 对于系统 要用功能关系列式 计算系统损失的机械能即等于系统获得的内能 而这个内能又恰好等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 例1 如图所示 abc是光滑的轨道 其中ab是水平的 bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆 半径r 0 30m 质量m 0 20kg的小球a静止在轨道上 另一质量m 0 60kg 速度为v0 5 5m s的小球b与小球a正碰 已知相碰后小球a经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为l 4r处 重力加速度g取10m s2 求 碰撞结束时 小球a和b的速度的大小 碰撞问题 审题突破 1 本题所发生的物理过程可以分为三个阶段 2 各阶段遵循什么规律 提示 a与b碰撞 遵循动量守恒定律 小球a碰撞后沿轨道到达半圆最高点c 遵循机械能守恒定律 小球a从最高点c做平抛运动 遵循平抛运动规律 解析 a球平抛 由机械能守恒定律知得碰撞结束时 小球a的速度 va 6m s由动量守恒定律 mv0 mva mvb小球b的速度 vb 3 5m s 答案 6m s3 5m s 方法点窍碰撞类问题应特别注意的三点 1 注意动量的矢量性 即动量的方向性 在一条直线上的碰撞 规定某一方向上动量为正 则相反方向上的动量为负 2 要注意结果的合理性 在符合动量守恒的前提下 符合能量守恒定律 3 注意速度要符合物理情景 如a球与静止的b球发生碰撞 碰后若两球同向运动 则va不能大于vb 滑块 木板模型 问题 例2 2013 广州模拟 如图所示 固定在地面上的光滑圆弧面底端与车c的上表面平滑相接 在圆弧面上有一滑块a 其质量ma 2kg 在距车的水平面高h 1 25m处由静止下滑 车c的质量为mc 6kg 在车c的左端有一质量mb 2kg的滑块b 滑块b与a均可视为质点 滑块a与b碰撞后立即粘合在一起共同运动 最终没有从车c上滑落 已知滑块a b与车c的动摩擦因数 0 5 车c与水平面间的摩擦忽略不计 取g 10m s2 求 1 滑块a滑到圆弧面底端时的速度大小 2 滑块a与b碰撞后瞬间的共同速度大小 3 车c的最短长度 解析 1 设滑块a滑到圆弧末端时的速度大小为v1 由机械能守恒定律有 代入数据解得 v1 5m s 2 设a b碰撞后瞬间的共同速度为v2 滑块a与b组成的系统动量守恒 由动量守恒定律可得 mav1 ma mb v2 代入数据解得 v2 2 5m s 3 设车c的最短长度为l 滑块a与b最终没有从车c上滑出 三者的最终速度相同 设其共同速度为v3 根据动量守恒和能量守恒定律可得 ma mb v2 ma mb mc v3 联立 式可解得 l 0 375m 答案 1 5m s 2 2 5m s 3 0 375m 动量守恒的力学综合问题 例3 2013 中山模拟 如图所示 光滑轨道固定在水平桌面上 轨道倾斜部分与水平部分之间由一段半径为r的圆弧轨道光滑连接 图中h 2r h 4 5r 相同的a b两球可以看作质点 质量均为m b球静止于轨道右端 a球由静止释放 a b相碰后粘在一起 求 1 a球滑至圆弧轨道最低点时速度的大小v0和对轨道的压力n的大小 2 a b两球离开轨道后的水平位移s 解析 1 a球从初始位置滑至圆弧轨道最低点的过程中机械能守恒 设在圆弧轨道最低点 轨道对a球的支持力为n 根据牛顿第二定律 解得 n 5mg 由牛顿第三定律可