2013粤教版选修(3-5)1.3《动量守恒定律在碰撞中的应用》word学案2

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1、1.3动量守恒定律在碰撞中的应用学案2【学习目标】（1）．知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题（2）．掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤（3）．会应用动量定恒定律分析、解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题（4）能综合应用动量守恒定律和其它规律解决一维运动有关问题【学习重点】熟练掌握正确应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤【知识要点】应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法（1）分析题意，明确研究对象在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程

2、，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的（2）要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。（3）明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。（4）确定好正方向建立动量守恒方

3、程求解。【典型例题】例1.A、B两球在光滑水平面上沿同一方向运动，A球动量为p1=5kg·m/s，B球动量为p2=7kg·m/s，两球碰后B球动量变为p2´=7kg·m/s，则两球质量关系可能是：（）A、m1=m2B、m2=2m1C、m2=4m1D、m2=6m1解析：由碰撞中动量守恒可求得p1´=2kg·m/s，要使A追上B，则必有v1>v2，即p1/m1>p2/m2则m2>1.4m1①碰后p1´、p2´均大于零，表示同向运动，应有v2´≥v1´，即：p1´/m1≤p2´/m2则m2≤5m1②碰撞过程中，动能

4、不增加，即：p12/2m1+p22/2m2≥p1´/2m1+p2´/2m2代数解得：m2≥17m1/7③由①②③式可知：17m1/7≤m2≤5m1故选C。例2．甲、乙两只小船平行逆向航行，船和船上的麻袋总质量分别为m1=500kg、m2=1000kg。当它们头尾相齐时，由每只船上各投质量m=50kg的麻袋到另一只船上去，结果甲船停下来，乙船以v=8.5m/s的速度沿原方向继续航行。求交换麻袋前两只船的速率各为多少？（不计水的阻力）解析：投掷麻袋时，由于船与麻袋在前进方向上均未受外力作用，在麻袋未落到对方船上以

5、前，甲、乙二船及空中麻袋在各自前进方向上的速度未发生变化。选两只麻袋和两只船组成的系统为研究对象，则系统的总动量守恒，以乙船前进的方向为正方向，由动量守恒定律得：m2v2-m1v1=m2v①再选从乙船上抛出的麻袋和抛出麻袋后的甲船为系统，由动量守恒定律得mv2-（m1-m）v1=0②由①②两式得：2v2-v1=17③代入②式解得：v1=1m/sv2=9m/s④点评：此问题中涉及的物体比较多，但前进方向上整个系统不受任何外力，再者麻袋与船两两构成的系统前进方向上也不受外力，则此问题的关键就是研究对象的选取。例3

6、：如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出，A车相对于地面的速度都是v，方向向左。则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车？AB分析：此题过程比较复杂，情景难以接受，所以在讲解之前，教师应多带领学生分析物理过程，创设情景，降低理解难度。解：取水平向右为正方向，小孩第一

7、次推出A车时：mBv1－mAv=0即：v1=第n次推出A车时：mAv＋mBvn－1=－mAv＋mBvn则：vn－vn－1＝，所以：vn＝v1＋（n－1）当vn≥v时，再也接不到小车，由以上各式得n≥5.5取n＝6点评：关于n的取值也是应引导学生仔细分析的问题，告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”，一定要注意结论的物理意义。【规律总结】解决碰撞问题时要紧紧抓住三个依据（特点）（1）动量守恒，即：p1+p2=p1´+p2´（2）动能不增加，即：Ek1+Ek2≥Ek1´+Ek2´或p12/2m1+p22/2m2

8、≥p1´/2m1+p2´/2m2（3）速度要符合物理情景：如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度必大于前面物体的速度，即V后>V前，否则无法实现碰撞。碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，切原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度，即V前´≥V后´，否则碰撞没有结束。如果碰前两物体是相向运动，则碰后两物体的运动方向不可能都不改变【当堂反馈】1．篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接