动量压轴 公开课教学设计

1.一个质量为3kg的物体所受的合外力随时间变化的情况如图所示，那么该物体在6s内速度的改变量是DA.7m/s B.s C.6m/s D.5m/s2.质量为2kg的物体做直线运动，其速度图象如图所示，则在前5s和后15s内，物体所受合外力的冲量分别是(B)A.10N·s，40N·sB.10N·s，－40N·sC.0，40N·sD.0，－40N·s加速度，时间；匀减速过程中：加速度，时间；规定前5s内速度方向为正方向；则前5s物体所受的合外力冲量N·s；后15s内合外力的冲量N·s3.用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角；球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点．(1)用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量（设两球A、B碰前的动量分别为、；碰后动量分别为、)，则=

；=

；=

；=

。(2)请你提供两条提高实验精度的建议：

、

。(1)；；0；；（每空1分）(2)①让球A多次从同一位置摆下，求B球落点的平均位置；②

角取值不要太小；③两球A、B质量不要太小；④球A质量要尽量比球B质量大。4．气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图实－11－6所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d．用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1；e．按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量及其符号是_______________________________________．(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______________，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因有___________________(至少答出两点)．解析：A、B两滑块被压缩的弹簧弹开后，在气垫导轨上运动时可视为匀速运动，因此只要测出A与C的距离L1、B与D的距离L2及A到C、B到D的时间t1和t2，测出两滑块的质量，就可以用mAeq\f(L1,t1)＝mBeq\f(L2,t2)验证动量是否守恒．(1)实验中还应测量的物理量为B的右端至挡板D的距离，符号为L2.(2)验证动量守恒定律的表达式是mAeq\f(L1,t1)＝mBeq\f(L2,t2).产生误差的原因：①L1、L2、t1、t2、mA、mB的数据测量误差；②没有考虑弹簧推动滑块的加速过程；③滑块并不是做标准的匀速直线运动，滑块与导轨间有少许摩擦力．④气垫导轨不完全水平．5.（2012安徽高考题）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=2kg的小物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以u=2m/s的速率逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量m=1kg的小物块B从其上距水平台面h=处由静止释放。已知物块B与传送带之间的摩擦因数μ=，l=。设物块A、B中间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态。取g=10m/s2。（1）求物块B与物块A第一次碰撞前速度大小；（2）通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后的运动速度大小。解：（1）B在曲线下滑过程中，由机械能守恒有：

（1分）若B以速度v1滑上皮带减速到u，移动的距离为s，由动能定理有：

（1分）由以上两式解得s=4m>l

（1分）说明B滑至皮带最左端时，速度仍大于u，设此时速度为v2，由动能定理有

（1分）解得v2＝4m/s，即B与A碰撞前的速度大小。

（1分）（2）A、B碰撞瞬间动量守恒：mv2

=mv3

+MvA

（1分）机械能守恒：

（1分）由以上两式解得

（1分）B以的速度反向滑上皮带后做匀减速运动，设其减速至零通过的位移为s，由

（1分）解得

说明B与A第一次碰撞后不能回到右边曲面上（1分）（3）B返回到皮带的左侧时速度仍为。由（2）可知与A发生弹性碰撞后，B的速度为，以此速度滑上皮带后再返回与A再次碰撞…….因此B第n次碰撞后的速度vn＝()nv2

=4×()n

m/s（n=0，1，2…..）（2分）6.如图所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带长度L=，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v=s匀速传动。三个质量均为m=的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态。滑块A以初速度v0=s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短，因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC=／s滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的P点。已知滑块C与传送带之问的动摩擦因数μ=，重力加速度g取10m／s2。求：（1）滑块C从传送带右端滑出时的速度大小；（2）滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep；（3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值Vm是多少?解：（1）滑块C滑上传送带后做匀加速运动，设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t，加速度大小为a，在时间t内滑块C的位移为x根据牛顿第二定律和运动学公式：μmg=ma，v=vC+at，解得：x=＜L，即滑块C在传送带上先加速，达到传送带的速度v后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块C从传道带右端滑出时的速度为v=s（2）设A、B碰撞后的速度为v1，A、B与C分离时的速度为v2，由动量守恒定律mv0=2mv12mv1=2mv2+mvC由能量守恒规律解