高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 第三节 动量守恒定律在碰撞中的应用教学案 粤教版选修3-5

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1、第三节动量守恒定律在碰撞中的应用1．应用动量守恒定律解题的一般步骤为：(1)确定研究对象组成的系统。分析所研究的过程中，系统受外力的情况是否满足动量守恒定律的应用条件。(2)设定正方向，分别写出系统初、末状态的总动量。(3)根据动量守恒定律列方程。(4)解方程，统一单位后代入数值进行运算，列出结果。2．碰撞类问题中，相互作用力往往是变力，过程相当复杂，很难用牛顿运动定律来求解，而应用动量守恒定律只需考虑过程的初、末状态，不必涉及过程的细节，因而在解决碰撞问题中有广泛的应用。3．不同类型的碰撞问题一定满足动量守恒定律，但不一定满足机械能守恒定律。对碰撞

2、问题的分析1.常见碰撞情况的分析(1)弹性碰撞特点：在弹性碰撞过程中系统无机械能损失。即只发生机械能传递而不发生能量转化。弹性碰撞同时遵守动量守恒定律和机械能守恒定律。(2)非弹性碰撞特点：在碰撞过程中有机械能损失，即发生能量转化，一般是机械能转化为内能。故只遵守动量守恒，不遵守机械能守恒。(3)完全非弹性碰撞特点：在碰撞过程中机械能损失最多，只遵守动量守恒，不遵守机械能守恒。2．碰撞过程应满足的条件非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支

3、持。在所给的条件不同的情况下，碰撞情况有各种可能，但不管哪种情况必须同时满足以下三条：(1)系统的总动量守恒。(2)系统的机械能不增加，即E′k1＋E′k2≤Ek1＋Ek2。(3)符合实际情况，如碰后两者同向运动，应有v前≥v后，若不满足，则该碰撞过程不可能。(1)即使物体在碰撞过程中系统所受合外力不等于零，由于内力远大于外力，所以外力的作用可以忽略，认为系统的总动量守恒。故分析碰撞问题时，应首先想到动量守恒定律。(2)一般两个硬质小球间的碰撞，都很接近弹性碰撞，常当成弹性碰撞来处理。1．相向运动的A、B两辆小车相撞后，一同沿A原来的方向前进，这是由

4、于(　　)A．A车的质量一定大于B车的质量B．A车的速度一定大于B车的速度C．A车的动量一定大于B车的动量D．A车的动能一定大于B车的动能解析：碰撞过程中动量守恒，碰后一同沿A原来方向前进，说明总动量与A的动量方向相同，故A车动量大于B车的动量，选项C对。答案：C子弹打木块模型这类问题具有以下共同特点：(1)作用时，F内≫F外，子弹与木块作用过程中系统动量守恒。(2)作用时间极短，子弹与木块作用过程中，木块的位置几乎不变。(3)作用后，子弹留在木块中，即合二为一，与完全非弹性碰撞相同；作用后子弹穿过木块，与非弹性碰撞相类似。(4)子弹打木块过程，除了

5、列出动量守恒定律，还要列出能量方程，子弹打木块过程中产生的能量Q＝f·L相对，也等于系统作用过程中动能的减少量。对L相对的理解：子弹留在木块中，L相对为子弹打入木块的深度，子弹射穿木块，L相对为木块的长度。2．质量为M的木块静止在光滑水平面上，一质量为m，速度为v0的子弹水平射入木块且并未穿出，设木块对子弹的阻力大小恒为F，试求：(1)打击完毕后木块的速度为多少？(2)打击过程中产生的内能为多少？(3)木块至少多长子弹才不会穿出？非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方

6、商厦有限公司工作的高度重视和支持。解析：(1)以木块和子弹组成的系统为研究对象，设速度为v，由动量守恒定律可得：mv0＝(M＋m)v解得v＝。(2)系统损失的动能ΔEk＝mv－(M＋m)v2。联立解得ΔEk＝由能量守恒可知损失的动能转化为内能，故内能Q＝ΔEk＝。(3)设木块长度至少为L，则由功能关系可得Q＝F·L解得：L＝＝。答案：(1)　(2)　(3)动量守恒定律的应用1.运用动量守恒定律解题的基本步骤(1)明确题意，确定研究对象和研究过程。动量守恒定律的研究对象是系统，为了满足守恒条件，系统的划分非常重要，往往通过适当变换划入系统的物体，才可以

7、找到满足守恒条件的系统。(2)对系统内物体受力分析，判断系统在其过程中是否满足动量守恒的条件若满足则进行下一步列式，否则需考虑修改系统的划定范围(增减某些物体)或改变过程的起点或终点，再看能否满足动量守恒条件。(3)明确所研究过程的始、末状态，规定正方向，确定始、末状态的动量值表达式。(4)根据题意，选取恰当的动量守恒定律的表达形式，列出方程。(5)合理进行运算，得出最后的结果，并对结果进行讨论。2．动量守恒定律与机械能守恒定律的比较动量守恒定律机械能守恒定律守恒条件不受外力或所受合外力为零只有重力和弹力做功一般表达式p1＋p2＝p1′＋p2′Ek1

8、＋Ep1＝Ek2＋Ep2标矢性矢量式标量式守恒条件的理解外力总冲量为零，系统总动量不变只发生势能和动能相互转