C. 只要系统所受到合外力的冲量为零, 动量守恒 D. 系统加速度为零, 动量不一定守恒 3 下列说法中不正确的是 ( ) A. 物体的动量改变, 则合外力一定对物体做了功 ;B. 物体的运动状态改变, 其动量一定改变 ; C. 物体的动量发生改变, 其动能一定发生改变 D. 物体的动能改变, 其

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袍万
5 years ago
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1 课题 16.2 动量守恒定律 ( 一 ) 导学案学习目标备课人 : (1) 理解动量守恒定律的确切含义和表达式, 知道定律的适用条件和适用范围 ;(2) 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 ;(3) 理解动量的定义, 区分动量与动能自主学习一动量 : 1 定义 : 物体的和的乘积 2 定义式 :p= 3 单位 : 4 方向 : 动量是矢量, 方向与的方向相同, 因此动量的运算服从法则 5 动量的变化量 :(1) 定义 : 物体在某段时间内与的矢量差 ( 也是矢量 ) (2) 公式 : P= ( 矢量式 ) (3) 方向 : 与速度变化量的方向相同,(4) 同一直线上动量变化的计算 : 选定一个正方向, 与正方向同向的动量取正值, 与正方向反向的动量取负值, 从而将矢量运算简化为代数运算计算结果中的正负号仅代表, 不代表二系统内力和外力 1 系统 : 的两个或几个物体组成一个系统 2 内力 : 系统物体间的相互作用力叫做内力 3 外力 : 系统物体对系统物体的作用力叫做外力三动量守恒定律 1 内容 : 如果一个系统, 或者的矢量和为零, 这个系统的总动量保持不变 2 动量守恒的条件 :(1) 系统外力作用 ;(2) 系统受外力作用, 合外力典型例题在光滑水平面上两小车中间有一弹簧, 用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态, 将两小车及弹簧看做一个系统, 下面说法正确的是 :( ) A. 两手同时放开后, 系统总动量始终为零 B. 先放开左手, 再放开右手, 动量不守恒 C. 先入开左手, 后放开右手, 总动量向左 D. 无论何时放手, 两手放开后, 在弹簧恢复原长的过程中, 系统总动量都保持不变, 但系统的总动量不一定为零问题思考 1 区别比较动量与速度动量变化量动能它们的区别与联系 2 你认为动量守恒定律可以有哪些表达式? 3 动量守恒定律有哪些特点? 4 总结应用动量守恒定律的解题步骤针对训练 1. 关于动量的概念, 以下说法中正确的是 ( ). A. 速度大的物体动量一定大 B. 质量大的物体动量一定大 C. 两个物体的质量相等, 速度大小也相等, 则它们的动量一定相等 D. 两个物体的速度相等, 那么质量大的物体动量一定大 2. 关于动量守恒的条件, 下列说法正确的有 ( ) A. 只要系统内存在摩擦力, 动量不可能守恒 B. 只要系统受外力做的功为零, 动量守恒 1

2 C. 只要系统所受到合外力的冲量为零, 动量守恒 D. 系统加速度为零, 动量不一定守恒 3 下列说法中不正确的是 ( ) A. 物体的动量改变, 则合外力一定对物体做了功 ;B. 物体的运动状态改变, 其动量一定改变 ; C. 物体的动量发生改变, 其动能一定发生改变 D. 物体的动能改变, 其动量一定发生改变 4. 木块 a 和 b 用一根轻弹簧连接起来, 放在光滑水平面上,a 紧靠在墙壁上, 在 b 上施加向左的水平力使弹簧压缩, 如图所示, 当撤去外力后, 下列说法中正确的是 ( ) A.a 尚未离开墙壁前,a 和 b 系统的动量守恒 B.a 尚未离开墙壁前,a 与 b 系统的动量不守恒 C.a 离开墙后,a b 系统动量守恒 D.a 离开墙后,a b 系统动量不守恒 5. 下列运动中, 在任何相等的时间内物体的动量变化完全相同的是 ( ). A. 竖直上抛运动 ( 不计空气阻力 ) B. 平抛运动 ( 不计空气阻力 ) C. 匀速圆周运动 D. 简谐运动 6. 质量分别为 m 的小球在一直线上相碰, 它们在碰撞前后的位移时间图像如图所示, 若 m1 1 kg, 则 m2 等于 ( ) A.1kg B.2kg C.3kg D.4kg 7. 如图所示,p p 分别表示物体前后的动量, 短线表示的动量大小为 15kg m/s, 长线表示的动量大小为 30kg m/s, 箭头表示动量的方向. 在下列所给的四种情况下, 物体动量改变量相同的是 ( ). A.12 C.13 m1 2 B.24 D 如图所示, 一小车静止在光滑水平面上, 甲乙两人分别站在左右两侧, 整个系统原来静止, 则当两人同时相向走动时 ( ). A. 要使小车静止不动, 甲乙速率必相等 B. 要使小车向左运动, 甲的速率必须比乙的大 C. 要使小车向左运动, 甲的动量必须比乙的大 D. 要使小车向左运动, 甲的动量必须比乙的小 9. 质量相同的三个小球 a b c 在光滑水平面上以相同的速率运动, 它们分别与原来静止的三个球 A B C 相碰 (a 与 A 碰,b 与 B 碰,c 与 C 碰 ). 碰后,a 球继续沿原方向运动,b 球静止不动,c 球被弹回而向反方向运动. 这时,A B C 三球中动量最大的是 ( ). A.A 球 B.B 球 C.C 球 D. 由于 A B C 三球质量未知, 无法判定 10. 一质量为 m=0.2kg 的皮球 10 从高 H=0.8m 处自由落下, 与地面相碰后反弹的最大高度为 h=0.45m, 则球与地面接触这段时间内动量的变化为多少? 2

3 课题 16.3 动量守恒定律 ( 二 ) 导学案学习目标备课人 : (1) 能运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析碰撞, 导出动量守恒的表达式 ;(2) 了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性 ;(3) 加深对动量守恒定律的理解, 进一步练习用动量守恒定律解决生产生活中的问题 (4) 知道求初末动量不在一条直线上的动量变化的方法自主学习一动量守恒定律与牛顿运动定律 1 动量守恒定律与牛顿运动定律在研究碰撞问题时结论相同, 以水平光滑桌面上两个小球的碰撞为例 : 动量守恒定律认为 : 两个小球组成的系统所受合外力, 这个系统的总动量牛顿运动定律认为 : 碰撞中的每个时刻都有 F1=-F2, 所以,m1a1=-m2a2, 所以 m1(v1 -v1)/ t=-m2(v2 -v2) t, 即 m1v1+m2v2=.2 动量守恒定律和牛顿运动定律两种解题方法的对比 : 牛顿运动定律解决解决问题要涉及过程中的力, 当力的形式很复杂, 甚至是变化的时候, 解起来很复杂, 甚至不能求解动量守恒定律只涉及过程两个状态, 与过程中受力的细节问题往往能大大简化二动量守恒定律的普适性 1 动量守恒定律既适用于低速运动, 也适用于运动, 既适用于宏观物体, 也适用于 2 动量守恒定律是一个独立的实验规律, 它适用于目前为止物理学研究的领域典型例题 1 两只小船平行逆向航行, 船和船上的麻袋总质量分别为 m 甲 =500kg,m 乙 =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?( 水的阻力不计 ) 2 带有半径为 R 的 1/4 光滑圆弧的小车其质量为 M, 置于光滑水平面上, 一质量为 m 的小球从圆弧的最顶端由静止释放, 则球离开小车时, 球和车的速度分别为多少? 问题思考 1 动量守恒定律运用的条件是什么? 如果物体所受外力之和不为零, 就一定不能运用动量守恒定律吗? 如果能用应该符合什么条件? 2 举例说明如何动量守恒中的相互作用? 针对训练 1. 某一物体从高 h 处自由下落, 与地面碰撞后又跳起高 h, 不计其他星球对地球的作用, 以地球和物体作为一个系统, 下列说法正确的是 ( ) A. 在物体下落过程中, 系统动量不守恒 B. 在物体与地面碰撞过程中系统动量守恒 C. 在物体上升过程中系统动量守恒 D. 上述全过程中系统动量都守恒 2. 如图所示, 水平地面上 O 点的正上方竖直自由下落一个物体 m, 中途炸成 a,b 两块, 它们同时落到地面, 分别落在 A 点和 B 点, 且 OA 3

4 >OB, 若爆炸时间极短, 空气阻力不计, 则 ( ) A. 落地时 a 的速率大于 b 的速率 B. 落地时在数值上 a 的动量大于 b 的动量 C. 爆炸时 a 的动量增加量数值大于 b 的增加量数值 D. 爆炸过程中 a 增加的动能大于 b 增加的动能 3. 质量为 M 的木块在光滑的水平面上以速度 v1 向右运动, 质量为 m 的子弹以速度 v2 水平向左射入木块 ( 子弹留在木块内 ), 要使木块停下来, 必须发射子弹的数目为 ( ) ( M m) v2 Mv A. B. 1 Mv C. 1 mv D. mv ( M m) v2 mv2 Mv 4 如图所示, 小球 A 和小球 B 质量相同, 球 B 置于光滑水平面上, 当球 A 从高为 h 处由静止摆下, 到达最低点恰好与 B 相碰, 并粘合在一起继续摆动, 它们能上升的最大高度是 ( ) A.h B.h/2 C.h/4 D.h/8 5. 静止在水面上的船长为 L 质量为 M, 一个质量为 m 的人站在船头, 当此人由船头走到船尾时, 不计水的阻力, 船移动的距离是 : ( ) A.mL/M 1 B.mL/(M+m) C.mL/(M m) D.(M m)l/(m+m) 6 两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上. 现在, 其中一人向另一个人抛出一个篮球, 另一人接球后再抛回. 如此反复进行几次后, 甲和乙最后的速率关系是 ( ) A. 若甲最先抛球, 则一定是 v 甲 >v 乙 B. 若乙最后接球, 则一定是 v 甲 >v 乙 C. 只有甲先抛球, 乙最后接球, 才有 v 甲 >v 乙 D. 无论怎样抛球和接球, 都是 v 甲 >v 乙 7 满载砂子的总质量为 M 的小车, 在光滑水平面上做匀速运动, 速度为在行驶途中有质量为 m 的砂子从车上漏掉, 则砂子漏掉后小车的速度应为 :( ) Mv0 mv0 ( m) v A. v 0 B. C. D. M m M m M 8. 如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上, 槽的左侧有一固定在水平面上的物块今让一小球自左侧槽口 A 的正上方从静止开始落下, 与圆弧槽相切自 A 点进入槽内, 则以下结论中正确的是 ( ) A. 小球在半圆槽内运动的全过程中, 只有重力对它做功 B. 小球在半圆槽内运动的全过程中, 小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C. 小球自半圆槽的最低点 B 向 C 点运动的过程中, 小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D. 小球离开 C 点以后, 将做竖直上抛运动 9. 如图所示, 质量分别为 m A =0.5 kg m B =0.4 kg 的长板紧挨在一起静止在光滑的水平面上, 质量为 m C =0.1 kg 的木块 C 以初速 v C0 =10 m/s 滑上 A 板左端, 最后 C 木块和 B 板相对静止时的共同速度 v CB =1.5 m/s. 求 : (1)A 板最后的速度 v A ; (2)C 木块刚离开 A 板时的速度 v C. 1 2 M 0 v 0 课题 16.4 碰撞导学案 4

5 学习目标备课人 : (1) 了解弹性碰撞 \ 非弹性碰撞和完全非弹性碰撞, 对心碰撞和非对心碰撞. 会应用动量能量的观点综合分析解决一维碰撞问题 ;(2) 了解散射和中子的发现过程, 体会理论对实践的指导作用, 进一步了解动量守恒定律的普适性 ;(3) 加深对动量守恒定律和机械能守恒定律的理解, 能运用这两个定律解决一些简单的与生产生活相关的实际问题自主学习一弹性碰撞和非弹性碰撞 1 弹性碰撞过程中机械能的碰撞 2 非弹性碰撞过程中机械能的碰撞 3 在光滑水平面上, 质量为 m 1 的小球以速度 v1 与质量为 m2 的静止小球发生弹性正碰, 根据 2 动量守恒和机械能守恒 :m1v1=,(m1v1 )/2=. 碰后两个小球的速度分别为 : v 1= v 2= (1) 若 m1>m2,v 1 和 v 2 都是正值, 表示 v 1 和 v 2 都与 v1 方向 ( 若 m1 m2,v 1=v1,v 2=2v1, 表示 m1 的速度不变,m2 以 2v1 的速度被撞出去 )(2) 若 m1<m2,v 1 为负值, 表示 v 1 与 v1 方向,m1 被弹回 ( 若 m1 m2,v 1=-v1,v 2=0, 表示 m1 被反向以原速率弹回, 而 m2 仍静止 )(2) 若 m1=m2, 则有 v 1=0,v 2=v1, 即碰撞后两球速度互换二对心碰撞和非对心碰撞 1 对心碰撞前后, 物体的运动方向, 也叫正碰 2 非对心碰撞前后, 物体的运动方向, 也叫斜碰高中阶段只研究正碰的情况三散射 1 微观粒子碰撞时, 微观粒子相互接近时并不发生 2 由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率所以粒子碰撞后飞向四面八方典型例题半径相等的小球甲和乙, 在光滑水平面上沿同一直线相向运动, 若甲球的质量大于乙球的质量, 碰撞前两球的动能相等, 则碰撞后两球的运动状态可能是 ( ) A. 甲球的速度为零, 而乙球的速度不为零 B. 乙球的速度为零, 而甲球的速度不为零 C. 两球的速度均不为零 D. 两球的速度方向均与原方向相反, 两球的动能仍相等问题思考 1 比较正碰与完全弹性碰撞的区别 2 在光滑水平面上的两个小球发生碰撞, 应满足哪些条件? 针对训练 1 质量相等的 A B 两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动, A 球的动量为 7 kg m/s, B 球的动量为 5 kg m/s, 当 A 球追上 B 球发生碰撞后, A B 两球的动量不可能为 ( ) A. pa=6 kg m/s pb=6 kg m/s B. pa=3 kg m/s pb=9 kg m/s C. p A =-2 kg m/s p B =14 kg m/s D. p A =-4 kg m/s p B =17 kg m/s 2. 一质量为 M 的平板车以速度 v 在光滑水平面上滑行, 质量为 m 的烂泥团从离车 h 高处自由下落, 恰好落到车面上, 则小车的速度大小是 ( ) Mv m 2gh Mv m 2gh A. 仍是 v B. C. D. m M m M m M 3 如图所示,A B 两物体的质量比 m A m B =3 2, 它们原来静止在平板车 C 上,A B 间有 5

6 一根被压缩了的弹簧,A B 与平板车上表面间动摩擦因数相同, 地面光滑. 当弹簧突然释放后, 则有 ( A.A B 系统动量守恒 B.A B C C. D. 小车向右运动 4 如图, 在光滑水平地面上有三个完全相同的小球排成一条直线 2 3 小球静止, 并靠拢在一起,1 球以速度 v0 射向它们, 设碰撞中不损失机械能, 则碰后三个小球的速度可能值是 ( ) V 0 A.v1=v2=v3=v0/3 B. v1=0,v2=v3=v0/ C. v1=v0/2,v2=v3=0 D. v1=v2=0,v3=v0 5 质量相同的 A B 两木块从同一高度自由下落, 当 A 木块落至某一位置时被水平飞来的子弹很快的击中 ( 设子弹未穿出 ), 则 A B 两木块在空中的运动时间 ta tb 的关系是 ( ) A. ta=tb B. ta>tb C. ta<tb D. 无法比较 6 在光滑的水平面上依次有质量为 M,2M 10M 的 10 个球, 排成一条线, 彼此间有一定的距离, 开始时, 后面的九个小球是静止的, 第一个小球以初速度 v0 向着第二个球碰去, 结果它们先后全部粘合在一起向前运动, 由于连续地碰撞, 系统损失的机械能为多少? 7 质量为 m1=1000g 的鸟在空中水平飞行, 离地高 h=20m, 速度 v1=6m/s, 突然被一颗质量为 m2=20g 沿水平方向以速度 v2=300m/s 同向飞行的子弹击中, 假定子弹留在鸟体内, 鸟立即死去, 取 g=10m/s2, 问 : (1) 鸟被击中后, 经多少时间落地 ; (2) 鸟落地处离被击中处的水平距离是多少? 课题 16.5 反冲运动火箭导学案学习目标备课人 : (1) 经历实验探究, 认识反冲运动, 能举出几个反冲运动的实例 ;(2) 结合动量守恒定律对反冲现象做出解释 ; 进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力 ;(3) 知道火箭的飞行原理和主要用途, 了解我国的航空航天事业的世巨大成就自主学习一反冲 6

7 1 一个静止的物体在的作用下分裂为两个部分, 由动量守恒定律可知 : 一部分向某个方向运动, 而另一部运动, 我们称为反冲此时动量守恒定律的表达式可表示为 : 2 反冲现象在生活中有着广泛的应用, 比如灌溉喷水器反击式水轮机喷气式飞机火箭等, 但我们也要反冲现象存在着弊端, 用枪射击时, 子弹向前飞去, 由于反冲现象枪身会, 从而影响射击的二火箭 1 工作原理 : 火箭的飞行应用了的原理, 火箭的燃料点燃后燃烧生成的高温燃气以很大的速度喷出, 火箭由于反冲而向前运动 2 影响火箭获得速度大小的因素 :(1) ;(2) 质量比 ( 火箭的质量与火箭质量之比 );(3) 越大, 越大, 火箭最终获得的速度就越大 3 现代火箭主要用来发射探测仪器常规弹头或核弹头人造卫星或宇宙飞船, 即利用火箭作为运载工具典型例题一个连同装备总质量为 M=100kg 的宇航员在距离飞船 x=45m 处相对飞船处于静止状态他带有一个装有 m0=0.5kg 氧气的贮气筒, 贮气筒上有一个可以使氧气以 v=50m/s 的速度喷出的喷嘴, 宇航员必须向着飞船相反方向放出氧气, 才能回到飞船同时还要保留一部分氧气供途中呼吸用, 宇航员的耗氧率为 Q= kg/s 不考虑喷出的氧气对设备及宇航员总质量的影响, 如果在开始返回时瞬时喷出 0.1kg 氧气, 宇航员能否安全返回飞船? 问题思考 1 总结反冲运动的特点有哪些? 2 反冲运动中如果给的速度是相对速度应如何处理? 针对训练 1 一质量为 M 同学在几乎光滑的冰面上向外推出一个质量为 m 箱子 ( v 为箱子的速度 ), 由动量守恒定律可知, 该同学后退的速度为 : v v, 显然越大, 越大, 该同学所获得的速度也就火箭就是利用此反冲原理制造的, 但火箭的比一般都会小于, 否则火箭结构的强度就成了问题, 为了解决此问题采用了火箭的形式 2. 一人静止于完全光滑的水平冰面上. 现欲离开冰面, 下列可行的方祛是 ( ). A. 向后踢腿 B. 手臂向前甩 C. 在冰面上滚动 D. 脱下外衣水平抛出 3. 下列属于反冲运动的有 ( ) A. 喷气式飞机的运动 B. 火箭的远动 C. 直升机的运动 D. 反击式水轮机的运动 4 一只青蛙, 蹲在置于水平地面上的长木板一端, 并沿板的方向朝另一端跳, 在下列情况下, 青蛙一定不能跳过长木板的是 ( ) A. 木板的上表面光滑而底面粗糙 B. 木板的上表面粗糙而底面光滑 C. 木板的上下表面都粗糙 D. 木板的上下表面都光滑 7

8 5 一个质量为 M 的平板车静止在光滑的水平面上, 在平板车的车头与车尾站着甲乙两人, 质量分别为 m1 和 m2, 当两人相向而行时 ( ) A. 当 m1> m2 时, 车子与甲运动方向一致 B. 当 v1> v2 时, 车子与甲运动方向一致 C. 当 m1v1=m2v2 时, 车子静止不动 D. 当 m1v1>m2v2 时, 车子运动方向与乙运动方向一致 6. 甲乙两个溜冰者, 两人质量分别为 48kg 和 50kg. 甲手里拿着质量为 2kg 的球, 两人均以 2m/s 的速率在冰面上相向滑行, 冰面光滑. 甲将球传给乙, 乙再将球抛给甲, 这样抛接若干次后, 乙的速率为零, 则甲的速率为多少? 7 在水平轨道上放置一门质量为 M 的炮车, 发射炮弹的质量为 m, 炮车与地面间摩擦不计, 当炮身与水平方向成 θ 角发射炮弹时, 炮弹相对炮身的出口速度为 v0, 试求炮车后退的速度多大? 8 一质量为 m 的人站在停靠岸边的小船上小船质量为 M, 现在 : (1) 人以对地的水平速度 v 跳上岸 ; (2) 人以对地的速度斜向上跳上岸,v 和水平方向成 θ 角 ; (3) 人以对船的速度 u 斜向上跳上岸,u 与水平方向成 φ 角 ; 求上述三种情况下, 人跳起后, 小船后退的速度各是多大 ( 不计水的阻力 )? 1 冲量 : 定义 : 与的乘积叫冲量公式 :I= 单位 : 方向 : 冲量是矢量, 恒力冲量的方向与力的方向 2 动量定理 : 内容 : 物体在一个过程始末的等于它在这个过程中所受力的公式 :Ft= 或 =I 典型例题如图所示, 质量为 M=4kg 的木板长 L=1.4m, 静止在光滑 M m F L 8

9 压缩了的弹簧,A B 与平板车上表面间动摩擦因数相同, 地面光滑. 当弹簧突然释放 A.A B B.A B C C D 3. 把一支枪水平固定在小车上, 小车放在光滑的水平面上, 枪发射出一颗子弹时, 关 A B C. 三者组成的系统, 因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小, 使系统的动量变化很小, 可 D. 三者组成的系统, 动量守恒, 因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用, 这乙 = 4. 甲乙两球在光滑水平轨道上同向运动, 已知它们的动量分别是 p 甲 =5 kg m/s,p 7 kg m/s, 甲追乙并发生碰撞, 碰后乙球的动量变为 p 乙 =10 kg m/s, 则关于甲 A.p 甲 =2kg m/s, 方向与原来方向相反 B.p 甲 =2kg m/s, 方向与原来方向相 C.p 甲 =4 kg m/s, 方向与原来方向相反 D.p 甲 =4 kg m/s, 方向与原来方向相同 5. 如图所示, 三辆相同的平板小车 a b c 成一直线排列, 静止在光滑水平地面上,c 车上一个小孩跳到 b 车上, 接着又立即从 b 车跳到 a 车上, 小孩跳离 c 车和 b 车时对地的水平速度相同, 他跳到 a 车上没有走动便相对 a A.a c B.a b C. 三辆车的运动速率关系为 v c >v a >v b D.a c 6. 篮球运动员接传来的篮球时, 通常要先伸出两臂迎接, 手接触到球后, 两臂随球迅 A B C D 簧相连, 放在光滑的水平面上,A 球挨着左墙壁, 9

自我测试

自我测试第三章运动的守恒定律一选择题. 动能为 E k 的物体与静止的物体碰撞, 设物体的质量为物体的二倍, =. 若碰撞为完全非弹性的, 则碰撞后两物体总动能为 ( ) ()E k () Ek (C) E k 3 (D) Ek 3. 在水平冰面上以一定速度向东行驶的炮车, 向东南 ( 斜向上 ) 方向发射一炮弹, 对于炮车和炮弹这一系统, 在此过程中 ( 忽略冰面摩擦力及空气阻力