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,,,高中物理·選修3-5·粵教版,第一章 碰撞與動量守恒 第一節(jié) 物體的碰撞 第二節(jié) 動量 動量守恒定律（1）,[目標定位] 1.探究物體彈性碰撞的一些特點，知道彈性碰撞 和非彈性碰撞.2.理解動量、沖量的概念，知道動量的變化量 也是矢量.3.理解動量定理的確切含義，會用其來解釋和計算 碰撞、緩沖等現(xiàn)象．,一、碰撞及其分類 1．碰撞：碰撞就是兩個或兩個以上的物體在相遇的____時間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用的過程．其最主要特點是：相互作用_______，作用力_______和作用力峰值__等． 2．碰撞的分類 (1)按碰撞前后，物體的運動方向是否沿同一條直線可分為： ①正碰(對心碰撞)：碰撞前后，物體的運動方向__________ ______． ②斜碰(非對心碰撞)：碰撞前后，物體的運動方向 ________________．,極短,時間短,變化快,大,沿同一條,不在同一直線上,直線,(2)按碰撞過程中機械能是否損失分為： ①彈性碰撞：碰撞過程中機械能______，即碰撞前后系統(tǒng)的總動能______，Ek1＋Ek2＝Ek1′＋Ek2′. ②非彈性碰撞：碰撞過程中機械能________，碰撞后系統(tǒng)的總動能_______碰撞前系統(tǒng)的總動能，Ek1′＋Ek2′＜Ek1＋Ek2. 二、動量及其改變 1．沖量 (1)定義：物體受到的__與______________的乘積． (2)定義式：I＝____． (3)單位：在國際單位制中，沖量的單位是__________， 符號為____．,守恒,相等,不守恒,小于,力,力的作用時間,FΔt,牛頓·秒,N·S,2．動量 (1)定義：運動物體的______和它的______的乘積． (2)定義式：p＝____． (3)單位：在國際單位制中，動量的單位是____________，符號為_________． (4)方向：動量是矢量，其方向與物體的速度方向相同．,質(zhì)量,速度,mv,千克米每秒,kg·ms－1,3．動量的變化量 物體在某段時間內(nèi)________與________的矢量差(也是矢量)，Δp＝_______(矢量式)． 4．動量定理 (1)內(nèi)容：物體所受________的沖量，等于物體的______________． (2)公式：FΔt＝mv′－mv.,末動量,初動量,p′－p,合外力,動量的改變量,一、彈性碰撞和非彈性碰撞 1．碰撞中能量特點：碰撞過程中，一般伴隨機械能的損失，即：Ek1′＋Ek2′≤Ek1＋Ek2. 2．彈性碰撞：兩個物體碰撞后形變能夠完全恢復(fù)，碰撞后沒有動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，則碰撞前后兩物體構(gòu)成的系統(tǒng)的動能_____．這種碰撞也稱為完全彈性碰撞． 3．非彈性碰撞：兩個物體碰撞后形變不能完全恢復(fù)，該過程有動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，總動能_____．非彈性碰撞的特例：兩物體碰撞后粘在一起以共同的速度運動， 該碰撞稱為完全非彈性碰撞，碰撞過程能量損失最多．,相等,減少,【例1】 一個質(zhì)量為2 kg的小球A以v0＝3 m/s的速度與一個靜止的、質(zhì)量為1 kg的小球B正碰，試根據(jù)以下數(shù)據(jù)，分析碰撞性質(zhì)： (1)碰后小球A、B的速度均為2 m/s； (2)碰后小球A的速度為1 m/s，小球B的速度為4 m/s. 答案 (1)非彈性碰撞 (2)彈性碰撞,針對訓(xùn)練1 (單選)現(xiàn)有甲、乙兩滑塊，質(zhì)量分別為3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向運動，發(fā)生了碰撞．已知碰撞后甲滑塊靜止不動，乙滑塊反向運動，且速度大小為2v.那么這次碰撞是 ( ) A．彈性碰撞 B．非彈性碰撞 C．完全非彈性碰撞 D．條件不足，無法確定 答案 A,二、對動量和動量變化量兩個物理量的理解 1．動量的定義式：p＝mv，動量是矢量，方向與速度v的方向相同． 2．動量是狀態(tài)量，進行運算時必須明確是哪個物體在哪一狀態(tài)(時刻)的動量．,4．動量的變化(Δp) Δp＝p′－p (1)若p′、p不在一條直線上，要用平行四邊形定則求矢量差． (2)若p′、p在一條直線上，先規(guī)定正方向，再用正、負號表示p′、p的方向，則可用Δp＝p′－p＝mv′－mv進行代數(shù)運算． (3)動量變化的方向：與速度變化的方向相同．,【例2】 羽毛球是速度較快的球類運動之一，運動員扣殺羽毛球的速度可達到342 km/h，假設(shè)球飛來的速度為90 km/h，運動員將球以 342 km/h的速度反向擊回．設(shè)羽毛球的質(zhì)量為5 g，試求： (1)運動員擊球過程中羽毛球的動量變化量； (2)在運動員的這次扣殺中，羽毛球的速度變化、動能變化各是多少？ 答案 (1)0.600 kg·m/s，方向與球飛來的方向相反 (2)120 m/s，方向與初速度方向相反 21 J,借題發(fā)揮 關(guān)于動量變化量的求解 1．若初、末動量在同一直線上，則在選定正方向的前提下，可化矢量運算為代數(shù)運算． 2．若初、末動量不在同一直線上，運算時應(yīng)遵循平行四邊形定則．,針對訓(xùn)練2 (單選)質(zhì)量為0.5 kg的物體，運動速度為3 m/s，它在一個變力作用下速率變?yōu)? m/s，方向和原來方向相反，則這段時間內(nèi)動量的變化量為 ( ) A．5 kg·m/s，方向與原運動方向相反 B．5 kg·m/s，方向與原運動方向相同 C．2 kg·m/s，方向與原運動方向相反 D．2 kg·m/s，方向與原運動方向相同 答案 A 解析 以原來的方向為正方向，由定義式Δp＝mv′－mv得Δp＝(－7×0.5－3×0.5)kg·m/s＝－5 kg·m/s，負號表示Δp的方向與原運動方向相反．,三、對動量定理的理解和應(yīng)用 1．動量定理的理解 (1)動量定理的表達式mv′－mv＝F·Δt是矢量式，等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義． (2)動量定理反映了合外力的沖量是動量變化的原因． (3)公式中的F是物體所受的合外力，若合外力是變力，則F應(yīng)是合外力在作用時間內(nèi)的平均值．,2．動量定理的應(yīng)用 (1)定性分析有關(guān)現(xiàn)象： ①物體的動量變化量一定時，力的作用時間越短，力就越大；力的作用時間越長，力就越?。?②作用力一定時，力的作用時間越長，動量變化量越大；力的作用時間越短，動量變化量越?。?(2)應(yīng)用動量定理定量計算的一般步驟： ①選定研究對象，明確運動過程． ②進行受力分析和運動的初、末狀態(tài)分析． ③選定正方向，根據(jù)動量定理列方程求解．,【例3】 在水平力F＝30 N的作用下，質(zhì)量m＝5 kg的物體由靜止開始沿水平面運動．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物體還能向前運動多長時間才停止？(g取10 m/s2) 答案 12 s 解析 法一 用動量定理解，分段 處理．選物體為研究對象，對于撤 去F前物體做勻加速運動的過程，受 力情況如圖甲所示，始態(tài)速度為零， 終態(tài)速度為v.取水平力F的方向為正方向，根據(jù)動量定理有(F－μmg)t1＝mv－0，,法二 用動量定理解，研究全過程． 選物體作為研究對象，研究整個運動過程，這個過程的始、終狀態(tài)的物體速度都等于零． 取水平力F的方向為正方向，根據(jù)動量定理得,借題發(fā)揮 應(yīng)用動量定理定量計算的一般步驟 (1)選定研究對象，明確運動過程． (2)進行受力分析，確定初、末狀態(tài)． (3)選定正方向，根據(jù)動量定理列出對應(yīng)的方程分析求解．,針對訓(xùn)練3 質(zhì)量m＝70 kg的撐竿跳高運動員從h＝5.0 m高處落到海綿墊上，經(jīng)Δt1＝1 s后停止，則該運動員身體受到的平均沖力約為多少？如果是落到普通沙坑中，經(jīng)Δt2＝0.1 s停下，則沙坑對運動員的平均沖力約為多少？(g取10 m/s2) 答案 1 400 N 7 700 N 解析 以全過程為研究對象，初、末動量的數(shù)值都是0，所以運動員的動量變化量為零，根據(jù)動量定理，合力的沖量為零，根據(jù)自由落體運動的知識，物體下落到地面上所需要的時間是,