第3节动量守恒定律在碰撞中的应用

《第3节动量守恒定律在碰撞中的应用》导学案导学目标：1.理解动量守恒定律的确切含义，掌握弹性碰撞和非弹性碰撞情况。2.知道动量守恒定律的适用条件和适用范围3.会应用动量守恒定律分析、计算有关问题（只限于一维运动）自主学习：1.动量的表达式_____________________.其方向与_______________方向一致。2.动量守恒的研究对象：_____________________________3.系统动量守恒的表达式：___________________________4.动量守恒的条件：_______________________________________________课堂导学：一、动量守恒的条件例题：判断下列情况是否动量守恒,为什么?①子弹与沙袋构成的系统,子弹打入沙袋后与沙袋一起向前运动②子弹,木快与弹簧构成的系统,子弹打入木快后,压缩弹簧至最短的运动过程③两带电金属球在绝缘的光滑水平桌面上沿同一直线相向运动，A球带电为－q，B球带电为+2q,相碰前两球的运动过程中二、动量守恒在碰撞中的应用（一）弹性碰撞例1：质量为m1的小球以速度v0向静止的质量为m2的小球发生对心弹性正碰，求两球碰后的速度各为多少？典例1：质量为m1=0.2kg的小球以5m/s的速度在光滑的水平面上运动，跟原来静止的质量为m2=50g的小球相碰撞，如果碰撞是弹性正碰，求两球碰后的速度各为多少？（二）非弹性碰撞例2：质量10g的子弹，以300m/s的水平速度射入质量是24g的静止在水平桌面上的木块；（1）如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又为多少？碰撞过程中系统损失的动能为多少？BA（2）如果子弹留在木块中，子弹留在木块中以后，木块的速度是多少？碰撞过程中系统损失的动能为多少？典例2：如图所示，小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以v0/2的速率弹回，而B球以v0/3的速率向右运动，求A、B两球的质量之比。典例3：在列车编组站里，一辆m1=3.0×104千克的货车在平直轨道上以v1=2米/秒的速度运动，碰上一辆m2=4.5×104千克的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求运动的速度。典例4：两个质量均为45kg的女孩手挽手以5m/s的速度溜冰，一个质量为60kg的男孩以10m/s的速度从后面追上她们，然后三个人一起挽手向前滑行的速度是多少？典例5：质量为1kg的物体在距地面前5m处由静止自由下落，正落在以5m/s速度沿光滑水平面匀速行驶的装载沙子的小车中，车与沙子的总质量为4kg，当物体与小车相对静止后，小车的速度为多大？典例6：一枚在空中飞行的导弹，质量为m，在某点速度的大小为v，方向水平，导弹在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着v的反方向飞去，速度的大小为v1，求炸裂后另一块的速度v2三、动量守恒定律的综合应用例3：如图，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍。两物体在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。B到b点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的3/4，A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度g，求：V（1）物块B在d点的速度大小；（2）物块A滑行的距离典例7：钢球m=1kg，绳长l=0.8m，钢块M=5kg。水平位置后将球由静止释放，最低点完全弹性碰撞。求碰撞后钢球升高高度。典例8：如图所示，甲车的质量是2kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1kg的小物体.乙车质量为4kg，以5m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8m/s的速度，物体滑到乙车上.若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?（g取10m/s2）典例9：在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙，动摩擦因数为μ，滑块CD上表面是光滑的41圆弧，其始端D点切线水平且在木板AB上表面内，它们紧靠在一起，如图所示。一个可视为质点的物块P，质量也为m，它从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB，过B点时速度为20v，后又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处，求：（1）物块滑到B处时木板的速度vAB；（2）木板的长度L；（3）滑块CD圆弧的半径R。pAB典例10：如图所示，长为L的不可伸长的绳子一端固定在O点，另一端系质量为m的小球，小球静止在光滑水平面上。现用大小为F水平恒力作用在另一质量为2m的物块上，使其从静止开始向右运动，一段时间后撤去该力，物块与小球发生正碰后速度变为原来的一半，小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度为g，小球和物体均可视为质点，试求:（1）小物块碰撞前速度V0的大小；（2）碰撞过程中系统损失的机械能；（3）恒力F作用时间。典例11：一颗子弹的质量m=10g，在空中以竖直向上速度v0=800m/s射向即将下落的质量M＝0.8kg的木块，子弹击穿木块的时间极短。若子弹穿过木块后，木块能上升的最大高度是h=0.8m，不计木块的空气阻力，g＝10m/s2.试求：（1）子弹刚穿过木块的瞬间，子弹的速度是多大？（2）设子弹受到的空气阻力为子弹重力的4倍，求子弹穿过木块后上升到最大高度所用的时间。选做题1：如图所示，半径为R的竖直光滑半圆轨道bc与水平光滑轨道ab在b点连接，开始时可视为质点的物体A和B静止在ab上，A、B之间压缩有一处于锁定状态的轻弹簧（弹簧与A、B不连接）。某时刻解除锁定，在弹力作用下A向左运动，B向右运动，B沿轨道经过c点后水平抛出，落点p与b点间距离为2R。已知A质量为2m，B质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，求：（1）B经c点抛出时速度的大小？（2）B经b时速度的大小？（3）锁定状态的弹簧具有的弹性势能？选做题2：如图所示，高Ｈ=1.6m的赛台ABCDE固定于地面上，其上表面ABC光滑；质量Ｍ＝1kg、高h=0.8m、长Ｌ=1m的小车Q紧靠赛台右侧CD面(不粘连)，放置于光滑水平地面上．质量m=1kg的小物块P从赛台顶点Ａ由静止释放，经过Ｂ点的小曲面无损失机械能的滑上BC水平面，再滑上小车的左端．已知小物块与小车上表面的动摩擦因数μ=0.3，g取10m/s2．(1)求小物块P滑上小车左端时的速度v１．(2)小物块P能否从小车Ｑ的右端飞出吗？若能，求小物块P落地时与小车右端的水平距离S.