物理第六章 碰撞与动量守恒 能力课 动量和能量观点的综合应用 新人教版.ppt

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1、能力课动量和能量观点的综合应用能力课动量和能量观点的综合应用“弹簧类弹簧类”模型模型1模型图模型图2模型特点模型特点对对两两个个(或或两两个个以以上上)物物体体与与弹弹簧簧组组成成的的系系统统在在相相互互作作用用的的过过程中。程中。(1)在在能能量量方方面面，由由于于弹弹簧簧的的形形变变会会具具有有弹弹性性势势能能，系系统统的的总总动动能能将将发发生生变变化化，若若系系统统所所受受的的外外力力和和除除弹弹簧簧弹弹力力以以外外的的内力不做功，系内力不做功，系统统机械能守恒。机械能守恒。(2)在在动动量方面，系量方面，系统动统动量守恒。量守恒。(3)弹弹簧簧处处于于最最长长(最最短短)状状态态时时

2、两两物物体体速速度度相相等等，弹弹性性势势能能最大，系最大，系统满统满足足动动量守恒，机械能守恒。量守恒，机械能守恒。(4)弹弹簧簧处处于原于原长时长时，弹弹性性势势能能为为零。零。图图1解析解析设碰后设碰后A、B和和C共同速度的大小为共同速度的大小为v，由动量守恒定律得，由动量守恒定律得3mvmv0设设C离开弹簧时，离开弹簧时，A、B的速度大小为的速度大小为v1，由动量守恒定律得，由动量守恒定律得3mv2mv1mv0设设弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能为为Ep，从从细细线线断断开开到到C与与弹弹簧簧分分开开的的过过程程中中机机械能守恒，有械能守恒，有图图2(1)物物块块C的的质质量量mC；(2)

3、B离开离开墙墙后的运后的运动过动过程中程中弹弹簧具有的最大簧具有的最大弹弹性性势势能能Ep。解解析析(1)由由图图知知，C与与A碰碰前前速速度度为为v19 m/s，碰碰后后速速度度为为v23 m/s，C与与A碰撞过程动量守恒。碰撞过程动量守恒。mCv1(mAmC)v2即即mC2 kg(2)12 s时时B离离开开墙墙壁壁，之之后后A、B、C及及弹弹簧簧组组成成的的系系统统动动量量和和机机械能守恒，且当械能守恒，且当A、C与与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大的速度相等时，弹簧弹性势能最大(mAmC)v3(mAmBmC)v4答案答案(1)2 kg(2)9 J“子弹打木块子弹打木块”模型模型1模型图模

4、型图图图3(1)木木块块在在ab段受到的摩擦力段受到的摩擦力f；(2)木木块块最后距最后距a点的距离点的距离s。图图4(1)子子弹弹相相对对小小车车静止静止时时小小车车速度的大小；速度的大小；(2)小小车车的的长长度度L。解解析析(1)子子弹弹进进入入小小车车的的过过程程中中，子子弹弹与与小小车车组组成成的的系系统统动动量量守恒，由动量守恒定律得守恒，由动量守恒定律得m0v0(m0m1)v1解得解得v110 m/s(2)三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得(m0m1)v1(m0m1)v2m2v3解得解得v28 m/s由能量守恒可得由能量守恒可得答

5、案答案(1)10 m/s(2)2 m“圆弧轨道滑块圆弧轨道滑块(小球小球)”模型模型1模型图模型图图图5图图6(1)物物块块滑到滑到B处时处时木板的速度木板的速度vAB；(2)滑滑块块CD圆圆弧的半径弧的半径R。1动力学的知识体系动力学的知识体系力力学学研研究究的的是是物物体体的的受受力力与与运运动动变变化化的的关关系系，其其知知识识脉脉络络如下表：如下表：2解决动力学问题的三个基本观点解决动力学问题的三个基本观点动力学观点、动量观点、能量观点。动力学观点、动量观点、能量观点。反思总结反思总结图图7A小球一定沿水平方向向左做平抛运小球一定沿水平方向向左做平抛运动动B小球可能沿水平方向向左做平抛

6、运小球可能沿水平方向向左做平抛运动动C小球可能沿水平方向向右做平抛运小球可能沿水平方向向右做平抛运动动D小球可能做自由落体运小球可能做自由落体运动动解解析析小小球球水水平平冲冲上上小小车车，又又返返回回左左端端，到到离离开开小小车车的的整整个个过过程程中中，系系统统动动量量守守恒恒、机机械械能能守守恒恒，相相当当于于小小球球与与小小车车发发生生弹弹性性碰碰撞撞的的过过程程。如如果果mM，小小球球离离开开小小车车向向左左做做平平抛抛运运动动；如如果果mM，小小球球离离开开小小车车做做自自由由落落体体运运动动；如如果果mM，小小球球离离开小车向右做平抛运动，所以答案应选开小车向右做平抛运动，所以答

7、案应选A。答案答案A2(2016河河北北石石家家庄庄质质检检)如如图图8所所示示，光光滑滑水水平平面面上上木木块块A的的质质量量mA1 kg，木木块块B的的质质量量mB4 kg，质质量量为为mC2 kg 的的木木块块C置置于于足足够够长长的的木木块块B上上，B、C之之间间用用一一轻轻弹弹簧簧相相拴拴接接并并且且接接触触面面光光滑滑。开开始始时时B、C静静止止，A以以v010 m/s的的初初速速度度向向右右运运动动，与与B碰碰撞撞后后瞬瞬间间B的的速速度度为为3.5 m/s，碰碰撞撞时时间间极极短短。求：求：图图8(1)A、B碰撞后碰撞后A的速度；的速度；(2)弹弹簧第一次恢复原簧第一次恢复原长

8、时长时C的速度。的速度。解解析析(1)因因碰碰撞撞时时间间极极短短，A、B碰碰撞撞时时，可可认认为为C的的速速度度为为零零，由动量守恒定律得由动量守恒定律得mAv0mAvAmBvB3如如图图9所所示示，两两半半径径均均为为R0.2 m的的光光滑滑绝绝缘缘半半圆圆轨轨道道PM、QN在在同同一一竖竖直直面面内内放放置置，两两半半圆圆轨轨道道刚刚好好与与绝绝缘缘水水平平面面平平滑滑相相切切于于M、N点点，P、Q分分别别为为两两半半圆圆轨轨道道的的最最高高点点。水水平平面面MF部部分分虚虚线线方方框框内内有有竖竖直直向向下下的的匀匀强强电电场场，场场强强为为E，电电场场区区域域的的水水平平宽宽度度LM

9、F0.2 m。带带电电量量为为q、质质量量为为m1 kg的的两两滑滑块块A、B固固定定于于水水平平面面上上，它它们们不不在在电电场场区区域域，但但A靠靠近近F，它它们们之之间间夹夹有有一一压压缩缩的的绝绝缘缘弹弹簧簧(不不连连接接)，释释放放A、B后后，A进进入入电电场场时时已已脱脱离离弹弹簧簧。滑滑块块与与水水平平面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数均均为为0.5。已已知知Eq2 N，整整个个装装置置处处于于完完全全失失重重的的宇宇宙宙飞飞船中。船中。图图9(1)如如果果弹弹簧簧储储存存的的弹弹性性势势能能Ep1 J，求求自自由由释释放放A、B后后B在在Q点所受的点所受的弹弹力大小；力大小；(2)如如果果释释放放A、B后后，要要求求二二者者只只能能在在M、F间间相相碰碰，求求弹弹簧簧储储存的存的弹弹性性势势能能Ep的取的取值值范范围围。答案答案(1)5 N(2)0.2 JEp0.4 J