2022年西北师大附中高一物理奥赛教案碰撞.docx

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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -课题第四节动量守恒定律的应用碰撞学问目标：1知道应用动量守恒定律解决问题时应留意的问题.2把握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤.3会应用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题.教 学才能目标：目 标1把握应用动量守恒定律解题的方法和步骤.2能综合运用动量定理和动量守恒定律求解有关问题.德育目标：1通过用动量守恒定律求解有关问题,培育同学理论联系实际的才能. 2渗透物理学争论和解决问题方法的训练.课型新授课课时1 课时动量守恒定律的正确应用.娴熟把握应用动量守恒定律解决有关力重点学问题的正确步

2、骤.应用动量守恒定律时守恒条件的判定,包括动量守恒定律的“五难点性”：条件性.整体性.矢量性.同系性.瞬时性.1同学通过阅读、对比、争论,总结出动量守恒定律的解题步骤.教学2同学通过实例分析,结合碰撞爆炸等问题的特点,明确动量方法守恒定律的整体性、矢量性、瞬时性和相对性.教具教学过程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -摘要在本节的教学中,应当使

3、同学知道：分析物理现象不但要明确争论对象,而且要明确争论的是哪一段过程,知道碰撞过程的初状态就是刚开头发生相互作用时的状 态,末状态是相互作用刚终止时的状态.对象和过程分析清晰了,才能正确运用定律解决详细问题.动量守恒定律是宏观世界和微观世界都遵守的共同规律,应用特别广泛, 而动量守恒定律的适用条件是相互作用的物质系统不受外力,实际上真正不受外力的情形几 乎是不存在的,在本节中应使同学明白当外力远小于内力时,外力可以忽视不计,因而可以用动量守恒定律解题.引入课题：上一节我们学习了动量守恒定律,那么同学们回忆下边两个问题：1动量守恒的条件是什么？2动量守恒定律的争论对象是什么？同学答：动量守恒的

4、条件是系统所受的外力之和等于0.动量守恒定律的争论对象是有相互作用的物体构成的系统.老师：在实际生活中,物体之间的相互作用种类很多,比如碰撞、爆炸等问题,本节课我们就应用动量守恒定律来解决这些问题.板书课题：动量守恒定律的应用新课教学一、碰撞演示试验：弹性碰撞试验大家想一想：（ 1）为什么碰撞后一个球会停下来而把它的动量完全传递给另一个球？（ 2）为什么第一个球不向后弹回或者两个球都以较小的速度向前运动了？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例如 A 球的速度是v ,碰撞后它的以0.5v 的速度弹回,B 球以1.5v 的速度向可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资

5、料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_前运动,或碰撞后A 球以0.2v 的速度、 B 球以0.8v 的速度都向前运动,这两种情形可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_都不违反动量守恒定律.在不违反动量守恒定律的很多可能的情形中,为什么实际发生的只是我们看到的这一种情形了？上述的试验和问题是物理学史

6、上一件闻名的事情.1666 年,在成立仍不久的英国皇家学会的例会上表演了这个试验并引起很大的爱好,随后显现了很多对这一现象不同甚至是纷乱的说明.到1668 年,才有三位学者作出了正确的说明,其中对这一 问题做出完整分析的是荷兰物理学家惠更斯.惠更斯认为,在这种碰撞中,除了动量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_守恒外,仍有另一物理量守恒,他指出这个物理量就是当时所说的“活力”2mv.后可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_来人们把活力改叫动能,并且把它的定义式由mv2 改为1 mv2 .我们把这种碰撞称为2可编辑资料 - -

7、 - 欢迎下载精品_精品资料_弹性碰撞.1.弹性碰撞（ 1）什么是弹性碰撞：在碰撞过程中,动量和动能都守恒（系统内无机械能的缺失）的碰撞,叫做弹性碰撞.如在水平面上运动的物体在作用前后无动能缺失,即发生弹性碰撞,符合动量守恒和机械能守恒（或动能守恒）.（ 2）弹性碰撞的规律设 A、B 两物体在同一水平面上发生弹性正撞（碰撞前后物体的动量都在同一条可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_直线上, 不再同一条直线上的碰撞称为斜碰）,碰前质量为m1 的物体 A 速度为v1 ,质可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_量为 m2 的物体 B 静止,试确定A 、B 两球碰撞后的速度.分析

8、：系统满意动量守恒,且系统没有能量缺失,即系统动能守恒可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由动量守恒：m1v1m1v1m2v2（ 1）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由动能守恒：1212mvmv1 11 1221 m v 2222（2）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归

9、纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_联立（ 1）（ 2）两式可得碰后两球的速度m1m2v1v1 ,v22m1v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m1m2m1m2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_如 m1 = m2 ,就 v10, v2v1 ,即质量相同的两物体发生弹性碰撞前后,两物可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_体速度互换.拓展： 设 A、B 两物体在同一水平面上发生弹性正撞（碰撞前后物体的动量都在可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_同一条直线上, 不再同一条直线上的碰撞称为

10、斜碰）,碰前质量为m1 的物体 A 速度为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v1 ,质量为m2 的物体 B 的速度v2 ,试确定A 、B 两球碰撞后的速度.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2.非弹性碰撞：在碰撞过程中,系统满意动量守恒而机械能有缺失.3.完全非弹性碰撞：碰撞后两物体粘合在一起 有共同速度 ,系统只满意动量守恒,机械能缺失最大.例题 1：如图 7 3 13 所示,水平面上放一质量为0.5kg 的长条形金属盒,金属盒子宽l=1m 它与水平面间的动摩擦因数是0.25,在盒的 A 端有一个与盒质量相等的小球,

11、球与盒无摩擦, 现在金属盒的A 端快速打击一下,给盒子以可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1Ns 的向右的冲量,设球与金属盒子间的碰撞没图 7-3-13可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_有能量缺失,且碰撞时间极短,求球与金属盒子组成的系统从开头运动到完全停止所用的时间g=10m/s2 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析： 对盒由动量定律ImA v0 ,就盒打击后的速度：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vI10m A0.52m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_盒

12、与 球 碰 撞 时 间 极 短 , 盒 与 球 组 成 的 系 统 在 水 平 方 向 动 量 守 恒 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mAv0mA vAmB vB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又碰撞没有能量缺失,有：12mA v021 m v2AA21 m v 2BB2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_将m AmB0.5kg,v02m / s代入上两式解得,vA0, vBv02m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师

13、精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B 球在盒内向右匀速运动,经时间l1t1vB20.5 s ,球在右端与盒相碰,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_碰后盒与球的速度分别为v A2m / s, vB0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_碰后盒子以2m/s 速度向右运动,球处于静止.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对盒子

14、应用动能定理,有 mAm v 2mB gs012mA v A2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得sA2mAAmB g0.4ml1m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_说明：在盒停下之前与球不再相碰,设盒子滑行时间为t 2 ,由动量定理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mAmB gt 2mAvA0mA v A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t2 = mA+ mB g= 0.4s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - -

15、- 欢迎下载精品_精品资料_所以总共所需时间tt1t 20.9 s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、碰撞的特点：动量守恒.能量不增.情形合理.例题 2：质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上沿同始终线,同一方向运动,A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_球的动量 PA9kgm / s, B 球的动量 PB3kgm / s ,当 A 球追上 B 球时发生碰可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_撞,就碰撞后A 、B 两球的动量可能值是（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A PA6kgm / s , PB6kgm / sB PA8kgm / s

16、 , PB4kgm / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C PA2kgm / s , PB14kgm / sD PA4kgm/ s , PB17kgm/ s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例题 3： 如图,长木板ab 的 b 端固定一档板,木板连同档板的质量为M=4.0kg ,a、b 间距离 s=2.0m .木板位于光滑水平面上.在木板 a 端有一小物块, 其质量 m=1.0kg ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_小物块与木板间的动摩擦因数0.10 ,它们都处于静止状态.现令小物块以初速可编辑资料

17、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v04.0m/ s 沿木板向前滑动,直到和档板相撞.碰撞后, 小物块恰好回到a 端而不脱离木板.求碰撞过程中缺失的机械能.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -练习：1放在光滑水平面上的AB 两小车中间夹了一压缩轻质弹簧,用两手分别掌握小车处于静止状态,以下说法中正确选项（AB）A 两手同时放开后,两车的总动

18、量为零.B 先放开右手,后放开左手,两车的总动量向右. C先放开左手,后放开右手,两手的总动量向右.D 两手同时放开, 两车的总动量守恒,两车放开有先后,两车的总动量不守恒.2如右图所示, 质量为 M 的车厢静止在光滑的水平面上,车厢内有一质量为m 的物体以初速度v0 沿车厢水平的板向右运动, 与车厢两壁发生如干次碰撞后,最终静止在车厢中,此时车厢的速度为（B ）A 0B mv0/M +m,肯定水平向右 Cmv0/M +m,可能水平向左D v0 肯定水平向右3质量相同的三个小球a、b、c 在光滑水平面上以相同的速率运动,它们分别与原先静止的三个球 A、B、C 相碰 a 与 A 碰, b 与 B

19、 碰, c 与 C 碰 .碰后, a 球连续沿原先方向运动. b 球静止不动. c 球被弹回而向反方向运动.这时, A、B、C 三球中动量最大的是（ C ）A AB BCC 4静水中的两只船静止在一条直线上,质量都是M（不包括人） ,甲船上质量为m 的人跳到乙船上,又立刻跳回甲船上,问：甲、乙两船的速度之比是多少？水的阻可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - -

20、 - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_力不计.（答案：v甲v乙M提示：将两船和人看成整体,0= M +mv 甲 mv 乙 ）Mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1动量为 20kg m/s 的 A 球与动量为30 kg m/s 的 B 球在光滑水平面上发生正 碰,碰撞前后两球均在同始终线上运动,假如碰撞过程中A 球的动量变化为15kgm/s,就碰撞后 A B 两球的动量分别为（A BA 35 kg m/s. 15 kg m/sB 5kg m/s. 45 kg m/s C 35 kg m/s. 15 kg m/sD 5 kg m/s;45 kg m/s2一颗人造的球卫星在高空绕的球做匀速圆周运动,假如从卫星上发射一个质量不行忽视的小火箭,发射方向与卫星的运动方向相反,就可能发生的现象是（）A 火箭竖直下落,而卫星的轨道半径增大（ACD BC D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载