第一章-习题课-动量守恒定律的应用—-人教版高中物理选修第一册(共39张)课件.pptx
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- 第一章 习题 动量 守恒定律 应用 人教版 高中物理 选修 一册 39 课件
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1、习题课:动量守恒定律的应用问题一问题二问题三问题四当堂检测动量守恒条件的扩展应用情境探究如图所示,一辆沙车的总质量为m0,静止于光滑的水平面上。一个质量为m的物体A以速度v落入沙车中,v与水平方向成角,请思考:如果把沙车和物体A看作一个系统,那么系统的动量守恒吗?物体落入沙车后车的速度v是多少?要点提示:物体和车作用时总动量不守恒,而水平面光滑,系统在水平方向上动量守恒,即mvcos=(m0+m)v,得v=,方向与v的水平分量方向相同。问题一问题二问题三问题四当堂检测知识归纳动量守恒定律成立的条件(1)系统不受外力作用,这是一种理想化的情形,如宇宙中两星球的碰撞,微观粒子间的碰撞都可视为这种情
2、形。(2)系统受外力作用,但所受合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形。(3)系统受外力作用,但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒。例如,抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间,弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力,重力完全可以忽略不计,系统的动量近似守恒。(4)系统受外力作用,所受的合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,则系统在该方向上动量守恒。问题一问题二问题三问题四当堂检测典例剖析例题1一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v0=2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为31。不计质量损失,重力加速度g取10 m/s2。则下列图
3、中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()问题一问题二问题三问题四当堂检测答案:B问题一问题二问题三问题四当堂检测规律方法 相互作用的两个物体在x轴方向动量守恒问题的解决思路(1)选取研究对象:相互作用的两个物体。(2)判断系统在x轴上的动量是否守恒:在x轴方向上的合外力为零。(3)列出x轴上的动量守恒方程:m1v1x+m2v2x=m1v1x+m2v2x,其中v1x、v2x、v1x、v2x为物体在x轴上的分速度。问题一问题二问题三问题四当堂检测变式训练 1(多选)如图所示,在光滑的水平面上有一静止的斜面,斜面光滑,现有一个小球从斜面顶点由静止释放,在小球下滑的过程中,以下说法正确的是()A.斜面和小
4、球组成的系统动量守恒B.斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒C.斜面向右运动D.斜面静止不动答案:B C解析:球和斜面组成的系统在水平方向上不受外力作用,故水平方向动量守恒。小球下滑时,对地有向下的加速度,即系统存在向下的加速度,故系统竖直方向上所受合外力不为零,合外力向下,因此不能说系统动量守恒。问题一问题二问题三问题四当堂检测变式训练 2如图所示,质量为M的车(包括物),以速度v在光滑水平面上匀速运动,质量为m的物体被向车后方以仰角方向相对地速度的大小为v抛出。求抛出物体后车速度为多少?解析:在抛出物体的瞬间,竖直方向合外力即重力不为零,故总动量不守恒,但物体与车在水平方向上合外力为
5、零,因此水平方向动量守恒。设车速v的方向为正方向,由动量守恒定律Mv=-mvcos+(M-m)v1。问题一问题二问题三问题四当堂检测多物体、多过程动量守恒定律的应用情境探究如图所示,两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上,有一人静止站在A车上,两车静止,若这个人自A车跳到B车上,接着又跳回A车,并静止于A车上。(1)人跳离A车的过程中,人和A车组成的系统动量守恒吗?(2)人跳上B车再跳离B车的过程中,人和B车组成的系统动量守恒吗?(3)人从A车跳到B车上又跳回A车的过程中,人和A、B两车组成的系统动量守恒吗?问题一问题二问题三问题四当堂检测要点提示:(1)人跳离A车的过程中,人和A车之间的力是内
6、力,系统动量守恒。(2)人跳上B车再跳离B车的过程中,人和B车之间的力也是内力,因此系统动量也是守恒的。(3)人从A车跳到B车上又跳回A车的过程中,它们之间的力都是内力,水平面光滑,三者组成的系统动量守恒。问题一问题二问题三问题四当堂检测知识归纳对于由多个物体组成的系统,由于物体较多,作用过程较为复杂,这时往往要根据作用过程中的不同阶段,将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统,对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态,分别列动量守恒定律方程求解。问题一问题二问题三问题四当堂检测典例剖析例题2如图所示,A、B两个木块质量分别为2 kg与0.9 kg,A、B与水平地面间接触光滑,上表面粗糙,质
7、量为0.1 kg的铁块以10 m/s的速度从A的左端向右滑动,最后铁块与B的共同速度大小为0.5 m/s,求:(1)A的最终速度大小;(2)铁块刚滑上B时的速度大小。问题一问题二问题三问题四当堂检测解析:(1)选铁块和木块A、B为一系统,取水平向右为正方向,由系统总动量守恒得mv=(mB+m)vB+mAvA可求得vA=0.25 m/s。(2)设铁块刚滑上B时的速度为v,此时A、B的速度均为vA=0.25 m/s。由系统动量守恒得mv=mv+(mA+mB)vA可求得v=2.75 m/s。答案:(1)0.25 m/s(2)2.75 m/s问题一问题二问题三问题四当堂检测规律方法 处理多物体、多过程
8、动量守恒问题应注意的事项1.注意正方向的选取。2.研究对象的选取,是取哪几个物体为系统。3.研究过程的选取,应明确哪个过程中动量守恒。问题一问题二问题三问题四当堂检测变式训练 3(多选)质量为m1和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是()A.m1、m0、m速度均发生变化,碰后分别为v1、v2、v3,且满足(m1+m0)v=m1v1+mv2+m0v3B.m0的速度不变,m1和m的速度变为v1和v2,且满足m1v=m1v1+mv2C.m0的速度不变,m1和m的速度都变为v,且满足m1
9、v=(m1+m)vD.m1、m0、m速度均发生变化,m1和m0的速度都变为v1,m的速度变为v2,且满足(m1+m0)v=(m1+m0)v1+mv2问题一问题二问题三问题四当堂检测答案:B C解析:m1和m碰撞时间极短,在极短的时间内弹簧形变极小,可忽略不计,因而m0在水平方向上没有受到外力作用,动量不变(速度不变),可以认为碰撞过程中m0没有参与,只涉及m1和m,由于水平面光滑,弹簧形变极小,所以m1和m组成的系统水平方向动量守恒,两者碰撞后可能具有共同速度,也可能分开,所以只有B、C正确。问题一问题二问题三问题四当堂检测变式训练 4如图所示,光滑水平面上有三个木块A、B、C,质量分别为mA
10、=mC=2m、mB=m。A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧(弹簧与木块不拴接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三木块速度恰好相同,求B与C碰撞前B的速度大小。问题一问题二问题三问题四当堂检测解析:细绳断开后,在弹簧弹力的作用下,A做减速运动,B做加速运动,最终三者以共同速度向右运动,设共同速度为v,A和B分开后,B的速度为vB,对三个木块组成的系统,整个过程总动量守恒,取v0的方向为正方向,则有(mA+mB)v0=(mA+mB+mC)v对A、B两个木块,分开过程满足动量守恒,则有(mA+mB)v0=mAv+mBv
11、B联立以上两式可得:B与C碰撞前B的速度为vB=v0。答案:v0问题一问题二问题三问题四当堂检测动量守恒定律应用中的临界问题分析情境探究如图所示,甲车质量m1=20 kg,车上有质量m0=50 kg的人,甲车(连同车上的人)以v=3 m/s的速度向右滑行。此时质量m2=50 kg的乙车正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞?不计地面和小车的摩擦,且乙车足够长。问题一问题二问题三问题四当堂检测要点提示:人跳到乙车上后,如果两车同向,甲车的速度小于或等于乙车的速度就可以
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