2013版物理全程复习方略配套课件(沪科版)：选修3-5.1.0动量守恒定律及其应用.ppt

本章内容考点考点1 1动量、动量守恒定律动量、动量守恒定律1.1.动量动量(1)(1)定义：物体的质量和定义：物体的质量和_的乘积通常用的乘积通常用p p来表示来表示.(2)(2)表达式：表达式：p=_.p=_.(3)(3)单位：单位：_._.(4)(4)标矢性：动量是矢量，其方向和标矢性：动量是矢量，其方向和_方向相同方向相同.速度速度mvmvkgkgm/sm/s速度速度2.2.动量守恒定律动量守恒定律(1)(1)内容：如果一个系统内容：如果一个系统_，或者，或者_，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律.(2)(2)表达式表达式p=_p=_，系统相互作用前总动量，系统相互作用前总动量p p等于相互作用后的总动量等于相互作用后的总动量p.p.mm1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=_=_，相互作用的两个物体组成的系统，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和作用前的动量和等于作用后的动量和.pp1 1=_,=_,相互作用的两个物体动量的增量等大反向相互作用的两个物体动量的增量等大反向.pp=_=_，系统总动量的增量为零，系统总动量的增量为零.不受外力不受外力所受合外力的矢量所受合外力的矢量和为和为0 0ppm m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2-p-p2 20 03.3.动量守恒定律的适用条件动量守恒定律的适用条件(1)(1)不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合外力都为零，更不能认为系统处于的合外力都为零，更不能认为系统处于_状态状态.(2)(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力_它它所受到的外力所受到的外力.(3)(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统_动量守恒动量守恒.平衡平衡远大于远大于在这一在这一方向上方向上1.1.动量、动能、动量变化量的比较动量、动能、动量变化量的比较动量动量动能动能动量变化量动量变化量定定 义义定义式定义式名称名称项目项目物体的质量和物体的质量和速度的乘积速度的乘积物体由于运物体由于运动而具有的动而具有的能量能量物体末动量与物体末动量与初动量的矢量初动量的矢量差差p=p=mvmvpp=p-pp-p动量动量动能动能动量变化量动量变化量矢标性矢标性特特 点点关联关联方程方程名称名称项目项目矢量矢量标量标量矢量矢量状态量状态量过程量过程量状态量状态量2.2.动量守恒定律的动量守恒定律的“五性五性”(1)(1)矢量性：速度、动量均是矢量，因此列式时，要规定正方向矢量性：速度、动量均是矢量，因此列式时，要规定正方向.(2)(2)相对性：动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性相对性：动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性参考系参考系.(3)(3)系统性：动量守恒是针对满足守恒条件的系统而言的，系统系统性：动量守恒是针对满足守恒条件的系统而言的，系统改变，动量不一定满足守恒改变，动量不一定满足守恒.(4)(4)同时性：动量守恒定律方程等号左侧表示的是作用前同一时同时性：动量守恒定律方程等号左侧表示的是作用前同一时刻的总动量，右侧则表示作用后同一时刻的总动量刻的总动量，右侧则表示作用后同一时刻的总动量.(5)(5)普适性：动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系普适性：动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统统，而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统.考点考点2 2 几种动量守恒问题几种动量守恒问题1.1.碰撞碰撞(1)(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间_，而物体，而物体间相互作用力间相互作用力_的现象的现象.(2)(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力特点：在碰撞现象中，一般都满足内力_外力，可认外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒为相互碰撞的系统动量守恒.很短很短很大很大远大于远大于(3)(3)分类分类动量是否守恒动量是否守恒机械能是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞弹性碰撞守恒守恒_非完全弹性碰撞非完全弹性碰撞守恒守恒有损失有损失完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞守恒守恒损失损失_守恒守恒最大最大2.2.反冲现象反冲现象在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开用后各部分的末速度不再相同而分开.这类问题相互作用的过程这类问题相互作用的过程中系统的动能中系统的动能_，且常伴有其他形式能向动能的转化，且常伴有其他形式能向动能的转化.3.3.爆炸问题爆炸问题爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且_系统所系统所受的外力，所以系统动量受的外力，所以系统动量_，爆炸过程中位移很小，可忽略，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动.增大增大远大于远大于守恒守恒1.1.碰撞现象满足的规律碰撞现象满足的规律(1)(1)动量守恒动量守恒.(2)(2)机械能不增加机械能不增加.(3)(3)速度要合理速度要合理.若碰前两物体同向运动，则应有若碰前两物体同向运动，则应有v v后后v v前前，碰后原来在前的物，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v v前前vv后后.碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变变.2.2.对反冲现象的三点说明对反冲现象的三点说明(1)(1)系统内的不同部分在强大内力作用下向相反方向运动系统内的不同部分在强大内力作用下向相反方向运动,通常通常用动量守恒来处理用动量守恒来处理.(2)(2)反冲运动中反冲运动中,由于有其他形式的能转变为机械能由于有其他形式的能转变为机械能,所以系统的所以系统的总机械能增加总机械能增加.(3)(3)反冲运动中平均动量守恒反冲运动中平均动量守恒.3.3.爆炸现象的三个规律爆炸现象的三个规律(1)(1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒的总动量守恒.(2)(2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学如化学能能)转化为动能，所以爆炸前后系统的总动能增加转化为动能，所以爆炸前后系统的总动能增加.(3)(3)位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动位置以新的动量开始运动.考点考点3 3 实验探究实验探究 动量守恒定律动量守恒定律1.1.方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)(1)测质量：用测质量：用_测出滑块质量测出滑块质量.(2)(2)安装：正确安装好气垫导轨安装：正确安装好气垫导轨.(3)(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的情况下碰撞前后的_(_(改变滑块的质量改变滑块的质量.改变滑块的初速改变滑块的初速度大小和方向度大小和方向).).(4)(4)验证：一维碰撞中的动量守恒验证：一维碰撞中的动量守恒.天平天平速度速度2.2.方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验方案二：利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验(1)(1)测质量：用测质量：用_测出两小球的质量测出两小球的质量m m1 1、m m2 2.(2)(2)安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来.(3)(3)实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰.(4)(4)测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的小球的_，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的球的_._.(5)(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验改变条件：改变碰撞条件，重复实验.(6)(6)验证：一维碰撞中的动量守恒验证：一维碰撞中的动量守恒.天平天平速度速度速度速度3.3.方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验(1)(1)测质量：用测质量：用_测出两小车的质量测出两小车的质量.(2)(2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥针和橡皮泥.(3)(3)实验：接通电源，让小车实验：接通电源，让小车A A运动，小车运动，小车B B静止，两车碰撞时撞静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动.天平天平(4)(4)测速度：通过纸带上两测速度：通过纸带上两_间的距离及时间由间的距离及时间由v=_v=_算算出速度出速度.(5)(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验改变条件：改变碰撞条件，重复实验.(6)(6)验证：一维碰撞中的动量守恒验证：一维碰撞中的动量守恒.计数点计数点4.4.方案四方案四:利用斜槽上滚下的小球利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律验证动量守恒定律(1)(1)用天平测出两小球的质量用天平测出两小球的质量,并并选定选定_的小球为入射小球的小球为入射小球.(2)(2)按照如图所示安装实验装置，按照如图所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端调整固定斜槽使斜槽底端_._.(3)(3)白纸在下白纸在下,复写纸在上，在适复写纸在上，在适当位置铺放好当位置铺放好.记下记下_所指所指的位置的位置O.O.质量大质量大水平水平重垂线重垂线(4)(4)不放被撞小球不放被撞小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复重复1010次次.用圆规画尽量小的圆把所有的用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点小球落点圈在里面，圈在里面，圆心圆心P P就是就是_的平均位置的平均位置.(5)(5)把被撞小球放在把被撞小球放在_,_,让入射小球从斜槽同一高度自由让入射小球从斜槽同一高度自由滚下滚下,使它们发生碰撞使它们发生碰撞,重复实验重复实验1010次次.用步骤用步骤(4)(4)的方法的方法,标出标出碰后入射小球落点的平均位置碰后入射小球落点的平均位置M M和被碰小球落点的平均位置和被碰小球落点的平均位置N.N.如如图所示图所示.小球落点小球落点斜槽末端斜槽末端(6)(6)连接连接ON,ON,测量线段测量线段OPOP、OMOM、ONON的长度的长度.将测量数据填入表中将测量数据填入表中.最后代入最后代入 _,_,看在误差允许的范围内是否成看在误差允许的范围内是否成立立.(7)(7)整理好实验器材放回原处整理好实验器材放回原处.(8)(8)实验结论实验结论:在实验误差范围内在实验误差范围内,碰撞系统的碰撞系统的_守恒守恒.动量动量1.1.实验时应注意的几个问题实验时应注意的几个问题(1)(1)前提条件：碰撞的两物体应保证前提条件：碰撞的两物体应保证“水平水平”和和“正碰正碰”.(2)(2)方案提醒方案提醒.若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平仪确保导轨水平.若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内一竖直平面内.若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力摩擦力.若利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即：若利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即：m m1 1m m2 2，防止碰后，防止碰后m m1 1被反弹被反弹.(3)(3)探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变.2.2.对实验误差的分析对实验误差的分析(1)(1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：碰撞是否为一维碰撞碰撞是否为一维碰撞.实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两球实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力等是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力等.(2)(2)偶然误差：主要来源于质量偶然误差：主要来源于质量m m和速度和速度v v的测量的测量.(3)(3)减小误差的措施减小误差的措施.设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件条件.采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差.动量守恒定律的基本应用动量守恒定律的基本应用【例证例证1 1】如图所示，滑块如图所示，滑块A A、C C质量均为质量均为m,m,滑块滑块B B质量质量为为 开始时开始时A A、B B分别以分别以v v1 1、v v2 2的速度沿光滑水平轨道向固定在的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将右侧的挡板运动，现将C C无初速度地放在无初速度地放在A A上，并与上，并与A A粘合不再分粘合不再分开，此时开，此时A A与与B B相距较近，相距较近，B B与挡板相距足够远与挡板相距足够远.若若B B与挡板碰撞将以与挡板碰撞将以原速率反弹，原速率反弹，A A与与B B碰撞后将粘合在一起碰撞后将粘合在一起.为使为使B B能与挡板碰撞两能与挡板碰撞两次，次，v v1 1、v v2 2应满足什么关系？应满足什么关系？【解题指南解题指南】解答本题应注意以下三点：解答本题应注意以下三点：(1)C(1)C放在放在A A上后上后A A与与C C的共同速度为的共同速度为v.v.(2)B(2)B与挡板碰撞前与挡板碰撞前A A与与B B的速度关系的速度关系.(3)B(3)B与挡板再次相碰的速度条件与挡板再次相碰的速度条件.【自主解答自主解答】设向右为正方向，设向右为正方向，A A与与C C粘合在一起的共同速度为粘合在一起的共同速度为vv，由动量守恒定律得，由动量守恒定律得mvmv1 1=2mv =2mv 为保证为保证B B碰挡板前碰挡板前A A未能追上未能追上B B，应满足，应满足vvvv2 2 设设A A、B B碰后的共同速度为碰后的共同速度为vv，由动量守恒定律得，由动量守恒定律得 为能使为能使B B与挡板再次相碰应满足与挡板再次相碰应满足v0 v0 联立联立式解得式解得1.5v1.5v2 2vv1 12v2v2 2或或答案：答案：1.5v1.5v2 2vv1 12v2v2 2或或【总结提升总结提升】应用动量守恒定律的解题步骤应用动量守恒定律的解题步骤(1)(1)明确研究对象，确定系统的组成明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研系统包括哪几个物体及研究的过程究的过程)；(2)(2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否或某一方向上是否守恒守恒););(3)(3)规定正方向，确定初末状态动量；规定正方向，确定初末状态动量；(4)(4)由动量守恒定律列出方程；由动量守恒定律列出方程；(5)(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明代入数据，求出结果，必要时讨论说明.动量守恒定律的综合应用动量守恒定律的综合应用【例证例证2 2】(2011(2011新课标全国卷新课标全国卷)(9(9分分)如图，如图，A A、B B、C C三个木块的三个木块的质量均为质量均为m.m.置于光滑的水平面上，置于光滑的水平面上，B B、C C之间有一轻质弹簧，弹之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用簧的两端与木块接触而不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把细线把B B和和C C紧连，使弹簧不能伸展，以至于紧连，使弹簧不能伸展，以至于B B、C C可视为一个整可视为一个整体，现体，现A A以初速以初速v v0 0沿沿B B、C C的连线方向朝的连线方向朝B B运动，与运动，与B B相碰并粘合在相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C C与与A A、B B分离，已分离，已知知C C离开弹簧后的速度恰为离开弹簧后的速度恰为v v0 0，求弹簧释放的势能，求弹簧释放的势能.【解题指南解题指南】解答本题时可分阶段进行分析：第一阶段解答本题时可分阶段进行分析：第一阶段A A碰碰B B后后与与B B粘合在一起，此时三者以共同速度运动，此过程动量守恒，粘合在一起，此时三者以共同速度运动，此过程动量守恒，机械能不守恒机械能不守恒.第二阶段为从细线断开到第二阶段为从细线断开到C C与弹簧分开的过程，与弹簧分开的过程，A A、B B和和C C动量守恒，机械能守恒，可根据这些守恒列出方程，解动量守恒，机械能守恒，可根据这些守恒列出方程，解答所求答所求.【规范解答规范解答】设碰后设碰后A A、B B和和C C的共同速度大小为的共同速度大小为v v，由动量守恒，由动量守恒有，有，3mv=mv3mv=mv0 0 (2(2分分)设设C C离开弹簧时，离开弹簧时，A A、B B的速度大小为的速度大小为v v1 1，由动量守恒有，由动量守恒有，3mv=2mv3mv=2mv1 1+mv+mv0 0 (2(2分分)设弹簧的弹性势能为设弹簧的弹性势能为E Ep p，从细线断开到，从细线断开到C C与弹簧分开的过程中机与弹簧分开的过程中机械能守恒，有械能守恒，有 (3(3分分)由由式得弹簧所释放的势能为式得弹簧所释放的势能为 (2(2分分)答案：答案：【总结提升总结提升】解决多物体系统动量守恒问题的技巧解决多物体系统动量守恒问题的技巧(1)(1)灵活选取系统的构成，根据题目的特点可选取其中动量守恒灵活选取系统的构成，根据题目的特点可选取其中动量守恒或能量守恒的几个物体为研究对象，不一定选所有的物体为研或能量守恒的几个物体为研究对象，不一定选所有的物体为研究对象究对象.(2)(2)灵活选取物理过程灵活选取物理过程.在综合题目中，物体运动常有几个不同在综合题目中，物体运动常有几个不同过程，根据题目的已知、未知灵活地选取物理过程来研究过程，根据题目的已知、未知灵活地选取物理过程来研究.列方列方程前要注意鉴别判断所选过程动量、机械能的守恒情况程前要注意鉴别判断所选过程动量、机械能的守恒情况.探究动量守恒定律探究动量守恒定律【例证例证3 3】(2011(2011北京高考北京高考)如图，用如图，用“碰撞实验器碰撞实验器”可以验证可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系量关系.(1)(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是，但是，可以通过仅测量可以通过仅测量_(_(填选项前的符号填选项前的符号)，间接地解决这个，间接地解决这个问题问题.A.A.小球开始释放高度小球开始释放高度h hB.B.小球抛出点距地面的高度小球抛出点距地面的高度H HC.C.小球做平抛运动的射程小球做平抛运动的射程(2)(2)图中图中O O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球射球m m1 1多次从斜轨上多次从斜轨上S S位置静止释放，找到其平均落地点的位置位置静止释放，找到其平均落地点的位置P P，测出平抛射程，测出平抛射程OPOP，然后，把被碰小球，然后，把被碰小球m m2 2静置于轨道的水平部静置于轨道的水平部分，再将入射球分，再将入射球m m1 1从斜轨上从斜轨上S S位置静止释放，与小球位置静止释放，与小球m m2 2相碰，并相碰，并多次重复多次重复.接下来要完成的必要步骤是接下来要完成的必要步骤是_.(_.(填选项前的符号填选项前的符号)A.A.用天平测量两个小球的质量用天平测量两个小球的质量m m1 1、m m2 2B.B.测量小球测量小球m m1 1开始释放高度开始释放高度h hC.C.测量抛出点距地面的高度测量抛出点距地面的高度H HD.D.分别找到分别找到m m1 1、m m2 2相碰后平均落地点的位置相碰后平均落地点的位置M M、N NE.E.测量平抛射程测量平抛射程OMOM、ONON(3)(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_用用(2)(2)中测量的量表示；中测量的量表示；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_用用(2)(2)中测量的量表示中测量的量表示.(4)(4)经测定，经测定，m m1 1=45.0 g=45.0 g，m m2 2=7.5 g=7.5 g，小球落地点的平均位置距，小球落地点的平均位置距O O点的距离如图所示点的距离如图所示.碰撞前、后碰撞前、后m m1 1的动量分别为的动量分别为p p1 1与与p p1 1，则，则p p1 1pp1 1=_11.=_11.若碰撞结束时若碰撞结束时m m2 2的动量为的动量为p p2 2，则，则p p1 1pp2 2=11_.=11_.实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值 为为_._.(5)(5)有同学认为，上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件有同学认为，上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用请你用(4)(4)中已中已知的数据，分析和计算出被碰小球知的数据，分析和计算出被碰小球m m2 2平抛运动射程平抛运动射程ONON的最大值的最大值为为_cm._cm.【解题指南解题指南】解答本题应注意以下三点：解答本题应注意以下三点：(1)(1)理解实验的原理理解实验的原理.(2)(2)清楚实验的过程清楚实验的过程.(3)(3)能区分不同类型碰撞并掌握其特点能区分不同类型碰撞并掌握其特点.【自主解答自主解答】(1)(1)在落地高度不变的情况下，水平位移就能反映在落地高度不变的情况下，水平位移就能反映平抛初速度的大小，所以，仅测量小球做平抛运动的射程就能平抛初速度的大小，所以，仅测量小球做平抛运动的射程就能间接地测量速度间接地测量速度.因此选因此选C.C.(2)(2)找出平均落地点的位置，测量平抛的水平位移，因此必须有找出平均落地点的位置，测量平抛的水平位移，因此必须有的步骤是的步骤是D D、E E，且先，且先D D后后E E，至于用天平测质量先后均可，至于用天平测质量先后均可.所以答所以答案是案是ADEADE或或DAEDAE或或DEA.DEA.(3)(3)设落地时间为设落地时间为t t，则，则 动量守恒的动量守恒的表达式是表达式是m m1 1v v1 1=m=m1 1vv1 1+m+m2 2vv2 2，动能守恒的表达式是，动能守恒的表达式是 所以若两球相碰前后的动量守恒，则所以若两球相碰前后的动量守恒，则m m1 1OM+OM+m m2 2ON=mON=m1 1OPOP成立，若碰撞是弹性碰撞，动能守恒，则成立，若碰撞是弹性碰撞，动能守恒，则m m1 1OMOM2 2+m+m2 2ONON2 2=m=m1 1OPOP2 2成立成立.(4)(4)碰撞前、后碰撞前、后m m1 1动量之比动量之比(5)(5)发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据动量守恒发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据动量守恒和动能守恒，和动能守恒，m m1 1v v1 1=m=m1 1vv1 1+m+m2 2vv2 2，联立解得联立解得 因此，最大射程为因此，最大射程为76.80 cm76.80 cm答案：答案：(1)C (2)ADE(1)C (2)ADE或或DAEDAE或或DEADEA(3)m(3)m1 1OM+mOM+m2 2ON=mON=m1 1OPOPm m1 1OMOM2 2+m+m2 2ONON2 2=m=m1 1OPOP2 2(4)14 2.9 1(4)14 2.9 11.011.01均可均可(5)76.80(5)76.80【总结提升总结提升】利用斜槽小球碰撞验证动量守恒的注意事项利用斜槽小球碰撞验证动量守恒的注意事项(1)(1)斜槽末端的切线必须水平；斜槽末端的切线必须水平；(2)(2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；(3)(3)选质量较大的小球作为入射小球；选质量较大的小球作为入射小球；(4)(4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变变.1.(20121.(2012徐州模拟徐州模拟)下列相互作用的过程中，可以认为系统动下列相互作用的过程中，可以认为系统动量守恒的是量守恒的是()()A.A.轮滑男孩推轮滑女孩轮滑男孩推轮滑女孩B.B.子弹击穿地上面粉袋的瞬间子弹击穿地上面粉袋的瞬间C.C.太空人在舱外发射子弹太空人在舱外发射子弹D.D.公路上运动的汽车发生碰撞公路上运动的汽车发生碰撞【解析解析】选选A A、C.C.由动量守恒的条件知，由动量守恒的条件知，A A、C C动量守恒，动量守恒，B B、D D动动量不守恒量不守恒.2.2.如图所示，一个木箱原来静止在光滑水如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木块.木箱和小木块都具有一定的质量木箱和小木块都具有一定的质量.现现使木箱获得一个向右的初速度使木箱获得一个向右的初速度v v0 0,则则()()A.A.小木块和木箱最终都将静止小木块和木箱最终都将静止B.B.小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C.C.小木块在木箱内将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动小木块在木箱内将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D.D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动起向左运动【解析解析】选选B.B.因系统所受合外力为零，根据系统动量守恒可知因系统所受合外力为零，根据系统动量守恒可知最终两个物体以相同的速度一起向右运动最终两个物体以相同的速度一起向右运动.故故B B正确，正确，A A、C C、D D错错误误.3.3.如图所示，物体如图所示，物体A A静止在光滑的水平静止在光滑的水平面上，面上，A A的左边固定有轻质弹簧，与的左边固定有轻质弹簧，与A A质量相等的物体质量相等的物体B B以速度以速度v v向向A A运动并与运动并与弹簧发生碰撞，弹簧发生碰撞，A A、B B始终沿同一直线运动，则始终沿同一直线运动，则A A、B B组成的系统组成的系统动能损失最大的时刻是动能损失最大的时刻是()()A.AA.A开始运动时开始运动时B.AB.A的速度等于的速度等于v v时时C.BC.B的速度等于零时的速度等于零时D.AD.A和和B B的速度相等时的速度相等时【解析解析】选选D.D.当当B B触及弹簧后减速，而物体触及弹簧后减速，而物体A A加速，当加速，当v vA A=v vB B时，时，A A、B B间距最小，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，由能量守恒间距最小，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，由能量守恒知系统损失动能最多，故只有知系统损失动能最多，故只有D D对对.4.(20114.(2011大纲版全国卷大纲版全国卷)质量为质量为M M、内壁间距为、内壁间距为L L的箱子静止于光的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为滑的水平面上，箱子中间有一质量为m m的小物块，小物块与箱子底的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱子正中间，如图所初始时小物块停在箱子正中间，如图所示示.现给小物块一水平向右的初速度现给小物块一水平向右的初速度v v，小物块与箱壁碰撞，小物块与箱壁碰撞N N次后恰次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的，设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为则整个过程中，系统损失的动能为()()A.B.A.B.C.C.D.NmgLD.NmgL【解题指南解题指南】解答本题要把握以下思路：解答本题要把握以下思路：动量守恒求共速动量守恒求共速摩擦力乘相对位移摩擦力乘相对位移初末动能之差初末动能之差系统产生的热量系统产生的热量损失的损失的 动能动能【解析解析】选选B B、D.D.根据动量守恒，共同速度根据动量守恒，共同速度 损失动能损失动能 所以所以B B正确正确.根据能量守恒，根据能量守恒，损失的动能等于因摩擦产生的热量，而计算热量的方法是摩擦力损失的动能等于因摩擦产生的热量，而计算热量的方法是摩擦力乘以相对位移，所以乘以相对位移，所以EEk k=N NF Ff fL L=NmgLNmgL,可见可见D D正确，故选正确，故选B B、D.D.5.5.气垫导轨气垫导轨(如图甲如图甲)工作时，空气从工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力大大减小了滑块运动时的阻力.为了为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a a的滑的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为点计时器所用电源的频率均为b.b.气垫导轨正常工作后，接通两个气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动相碰后粘在一起继续运动.图乙所示为某次实验打出的点迹清晰的图乙所示为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6 6个连续点为一段划分纸带，个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度用刻度尺分别量出其长度s s1 1、s s2 2和和s s3 3.若题中各物理量的单位均为若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为；碰撞后两滑块的总动量大小为_._.重复上述实验，多做几次重复上述实验，多做几次.若碰撞前、后两滑块的总动量在若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证.【解析解析】动量动量p=p=mvmv,根据根据v=s/(5T)v=s/(5T)可知两滑块碰前的速度分别为可知两滑块碰前的速度分别为v v1 1=0.2s=0.2s1 1b b、v v2 2=0.2s=0.2s3 3b b，则碰前动量分别为，则碰前动量分别为0.2abs0.2abs1 1和和0.2abs0.2abs3 3,总总动量大小为动量大小为avav1 1-av-av2 2=0.2ab(s=0.2ab(s1 1-s-s3 3)，碰撞后两滑块的总动量大小为，碰撞后两滑块的总动量大小为2av=2as2av=2as2 2/(5T)=0.4abs/(5T)=0.4abs2 2.答案：答案：0.2abs0.2abs3 3 0.2abs0.2abs1 1(第第1 1、2 2空答案可互换空答案可互换)0.2ab(s0.2ab(s1 1-s-s3 3)0.4abs)0.4abs2 26.(20126.(2012唐山模拟唐山模拟)某小组在探究反冲运某小组在探究反冲运动时，将质量为动时，将质量为m m1 1的一个小液化气瓶固定的一个小液化气瓶固定在质量为在质量为m m2 2的小玩具船上，利用液化气瓶的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力向外喷射气体作为船的动力.现在整个装置静止放在平静的水面现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为v v1 1，如果在，如果在tt的的时间内向后喷射的气体的质量为时间内向后喷射的气体的质量为mm，忽略水的阻力，则喷射出，忽略水的阻力，则喷射出质量为质量为mm的气体后，小船的速度是多少？的气体后，小船的速度是多少？【解析解析】由动量守恒定律得：由动量守恒定律得：(m(m1 1+m+m2 2-m)v-m)v船船-mv-mv1 1=0=0得：得：答案：答案：7.7.质量为质量为M M的木块在水平面上处于静止状态，有一质量为的木块在水平面上处于静止状态，有一质量为m m的子弹的子弹以水平速度以水平速度v v0 0击中木块并与其一起运动，若木块与水平面间的动击中木块并与其一起运动，若木块与水平面间的动摩擦因数为摩擦因数为，则木块在水平面上滑行的距离大小为多少？，则木块在水平面上滑行的距离大小为多少？某同学列出了动量守恒方程：某同学列出了动量守恒方程：mvmv0 0=(=(M+m)vM+m)v还列出了能量方程：还列出了能量方程：据此得出了结论据此得出了结论.他这样做正确吗？如果正确，请求出结果；如果他这样做正确吗？如果正确，请求出结果；如果不正确，请纠正错误并求出你认为正确的结果不正确，请纠正错误并求出你认为正确的结果.【解析解析】他这样做不正确他这样做不正确.他混淆了动能变化与做功之间的关系他混淆了动能变化与做功之间的关系.(1)(1)子弹与木块动量守恒：子弹与木块动量守恒：mvmv0 0=(=(M+m)vM+m)v所以：所以：(2)(2)木块与子弹在水平面上克服阻力做功，动能减小为零，木块与子弹在水平面上克服阻力做功，动能减小为零，即：即：解得：解得：答案：答案：见解析见解析8.8.两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,0.5 kg,乙车和磁铁的总质乙车和磁铁的总质量为量为1.0 kg.1.0 kg.两磁铁的两磁铁的N N极相对，推动一下，使两车相向运动极相对，推动一下，使两车相向运动.某时某时刻甲的速率为刻甲的速率为2 2 m/sm/s，乙的速率为，乙的速率为3 3 m/sm/s，方向与甲相反，方向与甲相反.两车运两车运动过程中始终未相碰动过程中始终未相碰.则：则：(1)(1)两车最近时，乙的速度为多大？两车最近时，乙的速度为多大？(2)(2)甲车开始反向运动时，乙的速度为多大？甲车开始反向运动时，乙的速度为多大？【解析解析】(1)(1)两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为v,v,取取乙车的速度方向为正方向乙车的速度方向为正方向.由动量守恒定律得由动量守恒