2017-2018学年高中物理第1章碰撞与动量守恒章末总结学案沪科版选修3-5

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1、第1章碰撞与动量守恒章末总结榇理知识构律网络知识网络（皋本概念动〈ft守恒冲fi；/=Fr矢駅性：与力的方向•致过程血与・段时间对应动量p=矢量性:与速度的方向相同与某一时刻或某•位贸对应「动吊定理内容:物体所受負刀的冲童等于物体的动童变化表达式:m=»（内容:如果一个系统不受外力.或者所受合外力为o•那么这个系统的总动量保持不变条件：（1）不受外力；（2）合外力为零;（3）内力藝于外力；（4）某一方向合外力为0表:p二p'.=0,mlij+nj>i2-刃15，+m2«j，了反冲弹性碰撞:动量守恒,动能守恒动宦守恒，

2、动能不守恒持例:完全非弹性碰撞碰撞1E弹性碰撞题型探究一、动量定理及其应用1•冲量的计算（1）恒力的冲量：公式/=尸（适用于计算恒力的冲量.（2）变力的冲量①通常利用动量定理/=求解.②可用图像法计算.在F-t图像中阴影部分（如图1）的面积就表示力在At=U-U时间内的冲量.2.动量定理Ft=mv--mv｝的应用（1）它说明的是力对时间的累积效应.应用动量泄理解题时，只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.(2)应用动量定理求解的问题：①求解曲线运动的动量变化量.②求变力的冲量问题及平均力问题.2.物

3、体动量的变化率警等于它所受的合外力，这是牛顿第二定律的另一种表达式.3.解题思路(1)确定研究对象，进行受力分析；(2)确定初、末状态的动量刃旳和加巾(要先规定正方向，以便确定动量的正负，还要把旳和内换成相对于同一惯性参考系的速度);⑶利用Ft=mv2—invx列方程求解.【例1】质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为kg・m/s.若小球与地面的作用时间为0.2s,则小球受到地面的平均作用力大小为W取g=10m/s2

4、).答案212解析由题知^=4m/s方向为正，则动量变化△p=invl—niVQ=^.2X4kg•m/s—0.2X(—6)kg•m/s=2kg・m/s.由动量定理F合•t=Ap得CM—/〃g)t=Ap,则/V=-y-+N+0.2X10N=12N.二、多过程问题中的动量守恒1.正确选择系统(由哪几个物体组成)和划分过程，分析系统所受的外力，判断是否满足动量守恒的条件.2.准确选择初、末状态，选定正方向，根据动量守恒定律列方程.【例2】如图2所示，两端带有固定薄挡板的滑板C长为力，质量为务与地面间的动摩擦因数为"，其光滑

5、上表面上静置着质量分别为〃人彳的物块久B,畀位于C的中点，现使〃以水平速度向右运动，与扌当板碰撞并瞬问粘连，不再分开，昇、〃可看做质点，物块〃与〃、C的碰撞都可视为弹性碰撞.已知重力加速度为马，求：2y

6、C°

7、图2(1)〃与C上挡板碰撞后的速度以及〃、Q碰撞后C在水平面上滑动时的加速度大小；(2)M与C上挡板第一次碰撞后M的速度大小.答案(1”2ug（2）-/v—2PgL解析（1）〃、C碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得:m2X2k=解得v=v对〃、a由牛顿第二定律得:解得8=2Hg.（2）设

8、久C第一次碰撞前瞬间C的速度为吆，由匀变速直线运动的速度位移公式得V22—Vi2=2（—自）X*/,物块力与从Q的碰撞都可视为弹性碰撞，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：V2=（彳+扌）由能量守恒定律得V2Vi~+^mvx解得/与C上挡板第一次碰撞后A的速度大小内=7，一2"也三、动量和能量综合问题分析1.动量定理和动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分量表达式.2.动量守恒及机械能守恒都有条件.注意某些过程动量守恒，但机械能不守恒；某些过程机械能守恒

9、，但动量不守恒；某些过程动量和机械能都守恒.但任何过程能量都守恒.3.两物体相互作用后具有相同速度的过程损失的机械能最多.【例3】如图3所示，固定的长直水平轨道』側与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，圆轨道半径为斤，/刑恰好为该圆的一条竖直直径.可视为质点的物块/和〃紧靠在一起静止于/V处，物块/的质量为加=2/〃，〃的质蚩为m两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别沿轨道向左、右运动，物块〃恰好能通过户点.已知物块力与』砂轨道间的动摩擦因数为“，重力加速度为g求：o/R)N图3(1)物块〃运动到户点时的速度大小如(

10、2)两物块刚分离时物块〃的速度大小嗨(3)物块〃在水平面上运动的吋间t.答案矗⑵7^⑶姮⑶2心解析(1)对于物块〃，恰好通过P点时只受重力的作用，根据牛顿第二定律得：mnvp2^解得vP=y^®(2)对于物块B,从艸点到尸点的过程中由机械能守恒定律得：=毎唧『~~2皿昭庖解得巾=7^云④(3)设物块久〃分离时弭的速度大小为仏根据动量守恒定律得