《江西省宜春市宜春中學高中物理 第16章 動量守恒定律應用4 新人教版選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《江西省宜春市宜春中學高中物理 第16章 動量守恒定律應用4 新人教版選修3-5（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、江西省宜春市宜春中學高中物理 第16章 動量守恒定律應用4 新人教版選修3-5 一． 知識導學(3分鐘) 1. 動量守恒定律結合動能定律以及能量守恒定律綜合解決問題。有時復雜問題的解題先從宏觀把握，再階段解決。應用動量守恒定律解題的基本步驟 （1） 分析題意，明確研究對象，在分析相互作用的物體的總動量是否守恒時，通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng).要明確所研究的系統(tǒng)是由哪幾個物體組成的. （2）要對系統(tǒng)內(nèi)的物體進行受力分析，弄清哪些是系統(tǒng)內(nèi)部物體之間相互作用的力，即內(nèi)力；哪些是系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力，即外力.在受力分析的基礎上，根據(jù)動量守恒的條件，判斷能否應用動量守恒定律.

2、 （3）明確所研究的相互作用過程，確定過程的始、末狀態(tài)，即系統(tǒng)內(nèi)各個物體的初動量和末動量的量值或表達式.注意在選取某個已知量的方向為正方向以后，凡是和選定的正方向同向的已知量取正值，反向的取負值. （4）建立動量守恒方程，代入已知量，解出待求量，計算結果如果是正的，說明該量的方向和正方向相同，如果是負的，則和選定的正方向相反. 二．自主學習、獨立思考（8分鐘） 例題：（北京2020－25）下圖是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖。兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）。滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸。電源提供的強大電流從一根導軌流入，經(jīng)過滑塊，再從

3、另一導軌流回電源?；瑝K被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射。在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kI，比例常量k=2.5×10－6T/A。 已知兩導軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)=1.5cm，滑塊的質(zhì)量m=30g，滑塊沿導軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程視為勻加速運動）。 （1）求發(fā)射過程中電源提供的電流強度。 （2）若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？ （3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s'。設砂箱質(zhì)量為M，滑塊質(zhì)量為m，不

4、計砂箱與水平面之間的摩擦。求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達式。 電 源 l s' m 三． 合作交流、互相質(zhì)疑（8分鐘） 全體學生分組討論整理思路 四． 展示小組學習成果（5分鐘） 各組派代表到前后黑板展示匯報 五． 老師點評與答疑（8分鐘） 對各組展示給予點評，對重點知識強調(diào)。解答學生提出的問題。 六. 當堂檢測 （8分鐘） 如圖甲，一質(zhì)量為0.4kg足夠長且粗細均勻的絕緣細管置于水平地面上，細管內(nèi)表面粗糙，外表面光滑。有一質(zhì)量為0.1kg電量為0.1C的帶正電小球沿管以水平向右的速度進入管內(nèi)，細管內(nèi)徑略大于小球直徑，已知細管所在位置有水平方向垂直于管向里的勻強磁場

5、，磁感應強度為1特，（g取10m/s2） （1）當細管固定不動時，在乙圖中畫出小球在管中運動初速度和最終穩(wěn)定速度的關系圖象。（取水平向右為正方向） （2）若細管不固定，帶電小球以v0=20m/s的初速度進入管內(nèi)，且整個運動過程中細管沒有離開地面，則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？ 七． 課后練習 （30分鐘） 11、某實驗小組在“實驗：探究碰撞中的不變量”的實驗中，采用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來進行探究。圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把

6、B球放在水平槽上靠近末端的地方，讓A球仍從位置G自靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復這種操作10次。圖中的O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。B球落點痕跡如圖所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在平面，米尺的零點與O點對齊。 （1）碰撞后B球的水平射程應取為 cm。 （2）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測 量？ （填選項號） A、水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離； B、A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離； C、測量A球或B球的直徑； D、測量A球或

7、B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）； E、測量G點相對水平槽面的高度。 12、一個質(zhì)量m=1.0kg的物體，放在水平桌面上，物體與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，當物體受到一個F＝10N，與水平面成300角斜向下的推力的作用時，在10s內(nèi)推力的沖量大小為 ，動量的增量大小為 13、質(zhì)量m1=10g的小球在光滑的水平桌面上以v1=30cm/s的速率向右運動，恰好遇上在同一條直線上向左運動的另一個小球．第二個小球的質(zhì)量為m2=50g，速率v2=10cm/s．碰撞后，小球m2恰好停止．那么，碰撞后小球m1的速度是多大，方向如何？

8、 14．(A)如圖所示，兩個質(zhì)量都為M的木塊A、B用輕質(zhì)彈簧相連放在光滑的水平地面上，一顆質(zhì)量為m的子彈以速度v射向A塊并嵌在其中，求彈簧被壓縮后的最大彈性勢能。 A B v 14、(B)圖中，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平導軌上，彈簧處在原長狀態(tài)。另一質(zhì)量與B相同滑塊A，從導軌上的P點以某一初速度向B滑行，當A滑過距離時，與B相碰，碰撞時間極短，碰后A、B緊貼在一起運動，但互不粘連。已知最后A恰好返回出發(fā)點P并停止?；瑝KA和B與導軌的滑動摩擦因數(shù)都為，運動過程中彈簧最大形變量為，求A從P出發(fā)時的初速度。

9、 例題解析： （1）由勻加速運動公式 a==9×105m/s2 由安培力公式和牛頓第二定律，有 F=IBl＝kI2l，kI2l＝ma 因此I==8.5×105A （2）滑塊獲得的動能是電源輸出能量的4%，即 PΔt×4%=mv2 發(fā)射過程中電源供電時間Δt==×10－2s 所需的電源輸出功率為P==1.0×109W 由功率P=IU，解得輸出電壓U==1.2×103V （3）分別對砂箱和滑塊用動能定理，有 fsM＝Mv2 f'sm=mv2－mv2 由牛頓定律f=－f'和相對運動sm=sM+s' 由動量守恒 mv=（m+M）v 聯(lián)立求得fs'=·

10、mv2 故平均沖擊力f=· 當堂檢測解析： 帶正電的小球受力如圖，特別要注意洛侖磁力的特點，它要隨速度變化，從而導致支持力、摩擦力的變化。當洛侖磁力等于重力時摩擦力為0。此時，小球和細管的速度保持不變。達到穩(wěn)定的運動狀態(tài)。則： 當qvB=mg時v=mg/qB=10m/s （1）當初速度小于10m/s時，支持力方向向上，并隨速度的減小增大。所以最終小球速度為0。 當初速度大于10m/s時，支持力方向向下，并隨速度的減小而減小，當速度減小為10m/s時，支持力、摩擦力都為0，速度保持不變。 所以，小球在管中運動初速度和最終穩(wěn)定速度的關系圖象如圖乙所示。 （2）因為初速度大于

11、10m/s，所以小球的最終速度是V1=10m/s。設此時小球和細管速度分別為V1、V2。 由動量守恒定律mv0=mV1+MV2 解得：V2=2.5m/s 由能量守恒：系統(tǒng)產(chǎn)生的熱能 Q=mV 02－mV12－MV 22=13.75J 11略 12、根據(jù)沖量的定義為沖量的大小等于作用力與時間的乘積，因此推力的沖量為： 動量的增量大小為F合t，先求合力F合＝Fcos30°－μ（mg+Fsin30°）＝5.5N I合＝F合t=55N.s=55kg.m/s 13、碰撞過程兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒。設v1的方向，即向右為正方向，則各速度的正負及大小為：v1=30cm/s，v2=－1

12、0cm/s，=0據(jù)：m1v1+m2v2=代入數(shù)值得：=－20cm/s 則小球m1的速度大小為20cm/s，方向與v1方向相反，即向左。 14、（1）以整體為系統(tǒng)，子彈射出前后動量守恒： 以子彈速度方向為正方向，設子彈速度為V1，船速為V2，每顆子彈質(zhì)量為m ，則0＝10mV1-(M-10m)V2 代入數(shù)據(jù)得V2＝0.67m/s，向后 （2）以10發(fā)子彈為研究對象，在2S內(nèi)它們受到槍的作用力而使動量發(fā)生改變，則動量定理得：Ft=10mV1-0　　得F＝10mV1/t＝40N 由牛三定律得：槍受到的平均反沖作用力在大小也是40N，方向與子彈受到的力相反 15、（A）組： 子彈與A

13、發(fā)生完全非彈性碰撞，子彈與A組成的系統(tǒng)動量守恒，設碰后速度為V1，則mv=(M+m)V1 得V1＝ 以A、B及子彈為系統(tǒng)全過程動量守恒,設共速V2，則有mv=(M+M+m)V2得V2＝ 從A獲得速度V1到AB速度相同，由能量守恒得： （B）組：解析：令A、B質(zhì)量均為m，A剛接觸B時速度為v1（碰前），由動能關系，有 A、B碰撞過程中動量守恒，令碰后A、B共同運動的速度為v2，有mv1=2mv2 碰后A、B先一起向左運動，接著A、B一起被彈回，在彈簧恢復到原長時，設A、B的共同速度為v3，在這過程中，彈簧勢能始末兩態(tài)都為零． 此后A、B開始分離，A單獨向右滑到P點停下，由功能關系有 由以上各式解得