3-5第一章碰撞与动量守恒.ppt

1、第一节 物体的碰撞 第二节 动量 动量守恒定律,选修3-5第一章 碰撞与动量守恒,一、物体的碰撞,1）、概念：碰撞指的是两个或两个以上的物体 间在相遇的极短时间内产生非常大的相互 作用的过程。 主要特点：相互作用时间极短 相互作用的力很大的现象。 其它外力均可忽略不计,.光盘选修3-5光盘H35101.exe,2）、碰撞的类型 【1】弹性碰撞：物体碰撞后能恢复原状，碰撞前 后系统的动能相等 【2】非弹性碰撞：物体碰撞后不能恢复原状，碰 撞前后系统的动能不相等 【3】完全非弹性碰撞：碰撞后两物体粘合在一 起，这类碰撞损失的动能最多,.光盘选修3-5光盘H35102.exe,二、动量与冲量 【1】

2、动量：质量与速度的积叫动量P 公式： 单位： 矢量性：动量既有大小又有方向，属矢量， 动量的方向与速度的方向相同 【2】冲量：力与时间的积叫冲量I 公式： 单位： 矢量性：冲量既有大小又有方向，属矢量， 冲量的方向与力的方向相同,【3】动量变化量： 公式： 矢量性：动量变化量既有大小又有方向，属矢量，动量变化量的方向与使动量变化的力的方向相同 例：质量为m的小球从离地高为h的某高处下落，落地后反弹速度为落地时的一半，求： （1）小球下落过程的动量变化量多大，方向如何 （2）小球与地面接触过程的动量变化量。,【4】动量变化量与冲量的关系 例：质量为m的物体在动摩擦因数为 的水平面上以初速度 运动

3、。经时间 停下，则在这过程中摩擦力、重力、支持力的冲量多大，方向如何？动量变化多大？方向如何？,三、动量定理 合外力对物体的冲量等于物体动量的变化量,矢量式：,1、如图所示，一恒力F与水平方向夹角为，作用在置于光滑水平面上，质量为m的物体上，作用时间为t，则力F的冲量为（ ） AFt Bmgt CFcost D(mg-Fsin) t 2质量为m的质点以速度绕半径R的圆周轨道做匀速圆周运动，在半个周期内动量的改变量大小为（ ） A0 Bm C2m D条件不足，无法确定,3、把重物G压在纸带上，用一水平力缓缓地拉动纸带，重物跟着物体一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将从重物下抽出，正确解释这些现象的说

4、法是： A、在缓缓拉动时，重物和纸带的摩擦力大 B、在迅速拉动时，纸带给重物的冲量大 C、在缓缓拉动时，纸带给重物的冲量小 D、在迅速拉动时，纸带给重物的冲量小,4、一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小为45m/s.设球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒球的平均作用力有多大?,5. 根据动量定理列方程求解。,1. 确定研究对象,2. 对研究对象进行受力分析，确定全部外力及作用时间；,3. 找出物体的初末状态并确定相应的动量；,4. 如果初、末动量在同一直线上，则选正方向，并给每个力的冲量和初末动量带上正负号，以表示和正方向同

5、向或反向；如果初、末动量不在同一直线上，则用平行四边形定则求解；,利用动量定理解题一般步骤：,在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v2v1，经过一段时间后，m2追上了m1，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1和v2。,动量守恒定律的推导：,两个小球碰撞前后的总动量相等,动量守恒定律,两个小球碰撞前后的动量变化量相等,（1）系统所受的外力为0。 （2）系统所受的外力的矢量和为0 （3）外力的矢量和不为0，但相互作用力远 大于外力。 （4）系统在某一方向上符合守恒条件。,动量守恒 的条件：,判断下列过程中动量是否守恒：,在

6、光滑的水平桌面上有两个小球发生碰撞。 两个同学静止在光滑的冰面上， 推了一下，结 果两人向相反的方向滑去。 把两个磁性很强的磁铁分别放在两辆小车上， 磁铁的同性磁极相对，小车放在光滑的水平桌 面上，推动一下小车，使它们相互接近，两小 车没有碰上就分开了，两小车相互作用前后， 动量是否守恒。,1：质量为2m的物体A，以一定的速度沿光滑水平面运动，与一静止的物体B碰撞后粘为一体继续运动，它们共同的速度为碰撞前A的速度的23，求： （1）物体B的质量 （2）碰撞过程系统损失的动能,2、如图，在光滑水平面上，质量为M=20kg的足够长木板，上表面粗糙，以速度v0=10m/s向右作匀速直线运动现将质量为

7、m=5kg的小铁块无初速地轻放在木板的前端，求： （1）小铁块与木板相对静止时的速度为多大 （2）全过程有多少机械能转化为系统的内能？,3、质量均匀的木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d2，子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对木块静止时，下列说法正确的是： A最终木块静止且d1 = d2 B最终木块向右运动且d1 d2 C最终木块静止且d1 d2 D最终木块向左运动且d1 d2,4、如图,在光滑水平面上停有一辆质量为M

8、=5kg的小车,车身长为L=1m,一个质量为m=1kg的质点A放在车的尾部.A与车之间的动摩擦因数=0.5,现给质点A以水平速度v0=12m/s向右运动,设A与小车的前后挡板碰撞中动能不损失.问: (1)质点A与小车相对静止时速度多大 (2)质点A相对小车静止前与小车前后挡板碰撞的总次数是多少?,5、两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为mA=0.5kg,mB=0.3kg，它们的下底面光滑，上表面粗糙；另有一质量为mC=0.1kg的滑块C以速度VC=25m/s恰好水平地滑到A的上表面，如图，由于摩擦，滑块最后停在木块B上，B和C的速度为V共=3.0m/s，求： （1）

9、木块A的最终速度VA； （2）滑块C离开A时的速度。,6、溜冰者甲质量为M1=48kg，以V0=4m/s的速度在光滑的水平冰面上向右运动，溜冰者乙质量为M2=50kg，静止在冰面上，为了防止碰撞，甲将一质量为M0=2kg的球以速率v抛给乙，乙接球后，又将球以同样大小的速率v抛给甲，求他们抛球的最小速率v？,7、质量为50kg的小车静止在光滑水平面上，质量为30kg 的小孩以4m/s的水平速度跳上小车的尾部，他又继续跑到车头，以2m/s的水平速度（相对于地）跳下，小孩跳下后，小车的速度多大？,8、一个人坐在光滑的冰面的小车上，人与车的总质量M=70kg，当他接到一个质量为m=20kg以速度v=5

10、m/s迎面滑来的木箱后，立即以相对于自己u=5m/s的速度逆着木箱原来滑行的方向推出，求小车获得的速度。,参考系的同一性,9、人和冰车总质量为M，人坐在静止于光滑水平冰面的冰车上，以相对地的速率v 将一质量为m 的木球沿冰面推向正前方的竖直固定挡板。设球与挡板碰撞时无机械能损失，碰后球以速率v反弹。人接住球后，再以同样的对地速率v 将木球沿冰面推向正前方的挡板。已知M：m=31：2，求： （1）人第二次推出球后，冰车和人的速度大小。 （2）人推球多少次后不能再接到球？,10、质量为m的人站在质量为M，长为S的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时，船左端离岸多远？,平均动量

11、守恒-人船模型,1、系统初动量为零; 2、平均动量守恒; 3、瞬时速度特点：与质量成反比，因为任一瞬间总动量均为零；(人动船动，人停船停,人快船快，人慢船慢，人左船右,人右船左) 4、两物体对地位移与质量成反比。,11、如图，一质量为ml的半圆槽体A，A槽内外皆光滑，将A置于光滑水平面上，槽半径为R.现有一质量为m2的光滑小球B由静止沿槽顶滑下，不计空气阻力，求槽体A向一侧滑动的最大距离,12、质量为50kg的某人与质量为100kg的气球静止在半空中，离地高度为50m，气球上有一条60m长的绳子，则 （1）此人是否能安全落到地面 （2）若此人要安全落到地面， 则绳子至少多长,应用动量守恒定律解

12、题的一般步骤： 1、明确研究对象（哪几个物体组成的系统） 2、明确研究的是哪一个过程 3、受力分析，确定系统动量是否守恒 4、选定正方向，确定系统初、末状态的动量，由动量守恒定律列式求解。,小结：,作业1、质量为M=4kg的楔形物块上有1/4圆弧轨道，静止在光滑水平面上。质量为m=1kg的小球以速度v0=5m/s向物块运动。不计一切摩擦，求： （1）小球上到最高点时物块的速度v； （2）小球上升的最大高度H ； （3）楔形物块所能达到的最大速度vm。,作业2、如图，光滑水平面上停放一质量为3m的小车，左靠竖直墙，1/4圆弧轨道AB光滑，半径为R，水平轨道BC长L=10R，一质量为m的物块从A点正上方某处自由下落，最后刚好停在C处，物块滑到B处时对轨道的压力为9mg，求： （1）物块开始下落的位置 距BC轨道的高度h； （2）