2019-2020学年高中物理 第1章 3 动量守恒定律的应用课件 教科版选修3-5

合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业第一章碰撞与动量守恒3.动量守恒定律的应用合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[学习目标]1.知道碰撞的特点和遵循的规律，会用动量守恒定律解决实际问题．(重点、难点)2.了解中子发现的过程．3．知道反冲现象，了解火箭的工作原理，会用动量守恒定律解决反冲运动的问题．(重点、难点)合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业自主探新知预习合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业一、碰撞问题的定量分析1．在碰撞现象中，相互作用的时间____，外力通常______碰撞物体之间的内力，可以忽略不计，认为碰撞过程中____守恒．2．两物体碰后粘在一起，获得________，这类碰撞属于__________碰撞．很短远小于动量共同速度完全非弹性合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业二、中子的发现、反冲现象与火箭的发射1．中子的发现1932年，英国物理学家________发现了中子．2．反冲现象反冲现象遵循________定律，火箭的发射利用了____现象．查德威克动量守恒反冲合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业3．火箭的发射(1)影响火箭最大速度的因素火箭的最大速度主要取决于两个条件：一是向后的________；二是______(火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比)．喷气速度____，质量比____，最终速度就越大．(2)多级火箭在现有技术条件下，一级火箭的________还不能达到发射人造卫星所需要的速度，因而发射卫星要用________．喷气速度质量比越大越大最终速度多级火箭合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)发生碰撞的两个物体，动量是守恒的．()(2)发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的．()(3)碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的．()(4)静止的物体做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．()(5)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．()√×√√√合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业2．(多选)如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是－2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果可能实现的是()合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业A．vA′＝－2m/s，vB′＝6m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝2m/sC．vA′＝1m/s，vB′＝3m/sD．vA′＝－3m/s，vB′＝7m/s合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业ABC[两球碰撞前后，应满足动量守恒定律及碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和．即mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′①，12mAv2A＋12mBv2B≥12mAvA′2＋12mBvB′2②，答案D满足①式，但不满足②式．]合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业3．如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为______________．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[解析]以速度v0的方向为正方向，由动量守恒定律可得：(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，解得分离后卫星的速率v1＝v0＋m2m1(v0－v2)．[答案]v0＋m2m1(v0－v2)合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业合作攻重难探究合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业碰撞问题的定量分析1．处理碰撞问题的三个原则(1)动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′.(2)动能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2.合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业(3)速度要合理①碰前两物体同向，则v后v前，碰后，原来在前的物体速度一定增大，且v′前≥v′后②两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业2．三类“碰撞”模型相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理，那么对相互作用中两物体相距恰“最近”、相距恰“最远”或恰上升到“最高点”等一类临界问题，求解的关键都是“速度相等”．常见的三类模型如下：合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业(1)子弹打击木块模型如图甲所示，质量为m的子弹以速度v0射中放在光滑水平面上的木块B，当子弹相对于木块静止不动时，子弹射入木块的深度最大，二者速度相等，此过程系统动量守恒，动能减少，减少的动能转化为内能．甲合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业(2)连接体模型乙如图乙所示，光滑水平面上的A物体以速度v0去撞击静止的B物体，A、B两物体相距最近时，两物体速度相等，此时弹簧最短，其压缩量最大．此过程系统的动量守恒，动能减少，减少的动能转化为弹簧的弹性势能．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业(3)板块模型丙如图丙所示，物块A以速度v0滑上静止在光滑的水平面上的木板B，当A在B上滑行的距离最远时，A、B相对静止，A、B的速度相等．此过程中，系统的动量守恒，动能减少，减少的动能转化为内能．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业3．爆炸与碰撞的对比爆炸碰撞相同点过程特点都是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业相同点过程模型由于碰撞、爆炸过程相互作用的时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，因此可以把作用过程看作一个理想化过程来处理，即作用后物体仍从作用前瞬间的位置以新的动量开始合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业相同点能量情况都满足能量守恒，总能量保持不变合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业不同点动能情况有其他形式的能转化为动能，动能会增加弹性碰撞时动能不变，非弹性碰撞时动能要损失，动能转化为内能，动能减少合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业【例1】如图所示，一质量M＝2kg的带有弧形轨道的平台置于足够长的水平轨道上，弧形轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上静置一小球B.从弧形轨道上距离水平轨道高h＝0.3m处由静止释放一质量mA＝1kg的小球A，小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰，碰后小球A被弹回，且恰好追不上平台．已知所有接触面均光滑，重力加速度取g＝10m/s2.求小球B的质量．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[思路点拨](1)所有接触面均光滑，可知小球A下滑过程中弧形轨道与小球A组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒．(2)A球与B球发生弹性碰撞，说明两球碰撞过程中动量、动能均守恒．(3)A球与B球碰后恰好追不上平台，说明A球最终速度水平向左，且与平台速度相等．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[解析]设小球A下滑到水平轨道上时的速度大小为v1，平台水平速度大小为v，由动量守恒定律有0＝mAv1－Mv由能量守恒定律有mAgh＝12mAv21＋12Mv2联立解得v1＝2m/s，v＝1m/s合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业小球A、B碰后运动方向相反，设小球A、B的速度大小分别为v1′和v2，由于碰后小球A被弹回，且恰好追不上平台，则此时小球A的速度等于平台的速度，有v1′＝1m/s由动量守恒定律得mAv1＝－mAv1′＋mBv2由能量守恒定律有12mAv21＝12mAv′21＋12mBv22联立解得mB＝3kg.[答案]3kg合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业对碰撞问题的三点提醒(1)当遇到两物体发生碰撞的问题，不管碰撞环境如何，要首先想到利用动量守恒定律．(2)对心碰撞是同一直线上的运动过程，只在一个方向上列动量守恒方程即可，此时应注意速度正、负号的选取．(3)而对于斜碰，要在相互垂直的两个方向上分别应用动量守恒定律．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业上例中若弧形轨道固定不动，小球A与小球B发生弹性正碰，小球A被反弹恰能上升到h2处，则小球B的质量是多少？合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业[解析]设小球A与小球B碰撞前瞬间速度为v1则由机械能守恒定律得mAgh＝12mAv21①碰后小球A的速度为v1′，小球B的速度为v2.由动量守恒定律得mAv1＝－mAv1′＋mBv2②12mAv21＝12mAv1′2＋12mBv22③12mAv1′2＝12mAgh④联立解得mB＝(3＋22)kg.[答案](3＋22)kg合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业1．(多选)如图所示，水平面上O点的正上方有一个静止物体P，炸成两块a、b水平飞出，分别落在A点和B点，且OAOB.若爆炸时间极短，空气阻力不计，则()A．落地时a的速度大于b的速度B．落地时a的速度小于b的速度C．爆炸过程中a增加的动能大于b增加的动能D．爆炸过程中a增加的动能小于b增加的动能合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业AC[P爆炸生成两块a、b过程中在水平方向动量守恒，则mava－mbvb＝0，即pa＝pb，由于下落过程是平抛运动，由图知va＞vb，因此ma＜mb，由Ek＝p22m知Eka＞Ekb，C正确，D错误；由于va＞vb，而下落过程中a、b在竖直方向的速度增量为gt是相等的，因此落地时仍有v′a＞v′b，A正确，B错误．]合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业对反冲现象的理解1．反冲运动的特点(1)反冲运动中，物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．(2)反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以可以用动量守恒定律来处理．(3)反冲运动中，由于有其他形式的能转化为动能，所以系统的总动能增加．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业2．讨论反冲运动时应注意的问题(1)相对速度问题：在讨论反冲运动时，有时给出的速度是相互作用的两物体的相对速度．由于动量守恒定律中要求速度为对同一参考系的速度(通常为对地的速度)，应先将相对速度转换成对地速度后，再列动量守恒定律方程．合作探究·攻重难栏目导航栏目导航当堂达标·固双基自主预习·探新知课时分层作业(2)变质量问题：在讨论反冲运动时，还常遇到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间