2018_2019学年高中物理第十六章动量守恒定律16.3动量守恒定律课时检测区
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(全国通用版)2018-2019高中物理第十六章动量守恒定律第3节动量守恒定律课堂达标新人教版选修3-5编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((全国通用版)2018-2019高中物理第十六章动量守恒定律第3节动量守恒定律课堂达标新人教版选修3-5)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第十六章第三节动量守恒定律1.(多选)(浙江省杭州市一中2016~2017学年高二下学期检测)如图所示,A、B两质量相等的物体,原来静止在平板小车C上,A和B间夹一被压缩了的轻弹簧,A、B与平板车上表面动摩擦因数之比为3∶2,地面光滑.当弹簧突然释放后,A、B相对C滑动的过程中,下列说法正确的是( BC )A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒C.小车向左运动D.小车向右运动解析:根据动量守恒的成立条件可知,A、B、C组成的系统动量守恒,A错误,B正确;对小车受力分析,水平方向受到向右的摩擦力f B和向左的摩擦力f A,因为μA>μB,故f A>f B,所以小车向左运动.2.(多选)(广东省华南师范大学附属中学2017~2018学年高三综合测试)质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定于其左端,另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示。
则( ACD )A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中系统动量守恒B.当两物块相距最近时,甲物块的速率为零C.当甲物块的速率为1m/s时,乙物块的速率可能为2m/s,也可能为0D.甲物块的速率不可能达到5m/s解析:甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,系统所受的合外力为零,动量守恒,故A正确;当两物块相距最近时速度相同,取碰撞前乙的速度方向为正方向,设共同速率为v,根据动量守恒定律得到:mv乙-mv甲=2mv,解得v=0。
动量守恒定律教学设计稿学习目标:(一)知识与技能1、能够运用牛顿定律推导动量守恒定律。
2、知道动量守恒定律的适用条件,并会用动量守恒定律解决简单的实际问题。
(二)过程与方法1、在探究推导的过程中培养学生协作学习的能力。
2、运用动量定理和牛顿第二定律推导出动量守恒定律,培养学生的逻辑推理能力。
3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题。
(三)情感、态度与价值观1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法。
2、引导学生通过对动量守恒定律的学习,了解归纳与演绎两种思维方法的应用,并体会定律中包含的对称与和谐的美。
课前预习:知识点一:系统、内力、外力(阅读课本P12)系统:内力:外力:知识点二:动量守恒定律1、推导过程(情景创设,问题驱动,合作解决问题)如图所示,在水平桌面上做匀速运动的两个小球,质量分别是m1和m2,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,v2>v1。
当第二个小球追上第一个小球时两球碰撞。
碰方案一:(1) 碰撞过程中两个小球受力情况如何?(2)根据牛顿第二定律,质量为m1和m2的小球在碰撞过程中受到的合外力的加速度分别是多少?(3)结合牛顿第三定律和加速度的定义式,请你推导出一个最终的表达式。
方案二:(1) 碰撞过程中两个小球受力情况如何?(2)根据动量定理,质量为m1和m2的小球在碰撞过程中受到的合外力的冲量分别是多少?(3)结合牛顿第三定律和冲量的定义式,请你推导出一个最终的表达式。
2、归纳总结规律内容:表达式:条件:3、定律的核心点击(1)动量守恒的条件(2)动量守恒定律的“六种”性质普适性(3)动量守恒定律的三种表达式课堂探究知识点三:动量守恒定律的应用题型一:动量守恒的判断【例1】(多选)如图所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在B木块的右端,对此过程,下列叙述正确的是()A.当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒B.当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒C.无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C三物块组成的系统动量都守恒D.当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量不守恒【针对性练习】1.(多选)如图所示,在光滑的水平面上有一静止的斜面,斜面光滑,现有一个小球从斜面顶点由静止释放,在小球下滑的过程中,以下说法正确的是() A.斜面和小球组成的系统动量守恒B.斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒C.斜面向右运动D.斜面静止不动题型二:理想守恒【例题2】如图所示,A、B两物体质量分别为m A、m B,且m A>m B,置于光滑水平面上,相距较远。
课后反思
一、教学方法上的改革与创新:这是一节单元讲评课。
重点要培养学生把握知识内在联系的能力、规律的提取能力以及各方面综合分析问题的能力。
从教学方法上,大胆对力学中两大重要守恒定律进行了归纳比较,引导学生自述、讨论、归纳、总结规律和解题方法。
动量知识往往出现于练习题和高考题中,分析相互作用系统的动量变化,作用过程往往不单一,有一定的难度。
但应相信学生,他们的能力不可低估。
因为学生已有的基础是学习了动量定理和牛顿第二、第三定律,对各部分知识、方法都清楚的前提下,在学生之间进行探索、讨论交流,让他们己悟比按常规方法教学效果要好得多。
二、在学法指导上,引导学生自查自纠。
突出自主、探究、合作,教给他们分析的正确方法,全方位发挥主观能动性。
将思考始终贯穿在整个课堂教学的过程中。
三、学生互评中形成学生自我认识和自我教育、自我进步的能力。
在自评和互评和教师的点评中帮助学生悦纳自己、拥有自信。
学生在讨论分析过程中互相学习、互相评价,讨论中辩论,纠错中提高。
在平时的教学中始终就把学生放在主体的位置,课堂气氛很活跃,使我从中得到了不少新的启示。
动量守恒定律1.系统、内力和外力(1)系统:相互作用的两个或几个物体组成一个整体。
(2)内力:系统内部物体间的相互作用力。
(3)外力:系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。
2.动量守恒定律(1)内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
(2)表达式:对两个物体组成的系统,常写成:p1+p2=p1′+p2′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
(3)适用条件:系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。
[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.系统的动量守恒时,机械能也一定守恒。
(×)2.应用动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′时,速度应相对同一参考系。
(√)[释疑难·对点练]对动量守恒定律的理解1.对系统“总动量保持不变”的理解(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等,不仅仅是初、末两个状态的总动量相等。
(2)系统的总动量保持不变,但系统内每个物体的动量可能都在不断变化。
(3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和,总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。
2.动量守恒定律的成立条件(1)系统不受外力或所受合外力为0。
(2)系统受外力作用,合外力也不为0,但合外力远远小于内力。
这种情况严格地说只是动量近似守恒,但却是最常见的情况。
(3)系统所受到的合外力不为0,但在某一方向上合外力为0,或在某一方向上外力远远小于内力,则系统在该方向上动量守恒。
3.动量守恒定律的几个性质(1)矢量性:定律的表达式是一个矢量式。
其矢量性表现在:①该式说明系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等,方向也相同;②在求初、末状态系统的总动量p=p1+p2+…和p′=p1′+p2′+…时,要按矢量运算法则计算。
如果各物体动量的方向在同一直线上,要选取一正方向,将矢量运算转化为代数运算。
(2)相对性:在动量守恒定律中,系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性系,各物体的速度通常均为对地的速度。
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步训练一、单项选择题(下列选项中只有一个选项满足题意)1.如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人A和B,A的质量为m A,B的质量为m B,m A>m B.最初人和车都处于静止状态.现在,两人同时由静止开始相向而行,A和B对地面的速度大小相等,则车()A.向左运动B.左右往返运动C.向右运动D.静止不动2.如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上.槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从A点进入槽内,则下列说法正确的是()A.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动B.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒3.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则()A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动4.静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球,甲向左抛,乙向右抛,如图所示.甲先抛,乙后抛,抛出后两小球相对岸的速率相等,若不计水的阻力,则下列说法中正确的是()A.两球抛出后,船往左以一定速度运动,乙球受到的冲量大一些B.两球抛出后,船往右以一定速度运动,甲球受到的冲量大一些C.两球抛出后,船的速度为零,甲球受到的冲量大一些D.两球抛出后,船的速度为零,两球所受的冲量相等5.如图所示,A、B两个小车用轻弹簧连接,静止在光滑的水平面上,A车与竖直墙面接触。
将小车B向左推,使弹簧压缩,再由静止释放小车B。
动量守恒定律同步练习一.选择题(共17小题)1.如图所示,光滑的水平地面上有一辆平板车,车上有一个人。
原来车和人都静止。
当人从左向右行走的过程中()A.人和车组成的系统水平方向动量不守恒B.人和车组成的系统机械能守恒C.人和车的速度方向相同D.人停止行走时,人和车的速度一定均为零2.两个小球A、B在光滑水平面上相向运动,已知它们的质量分别是m1=4kg,m2=2kg,A的速度v1=3m/s (设为正),B的速度v2=-3m/s,则它们发生正碰后,其速度可能分别是()A.v1′=v2′=1.5m/sB.v1′=+4m/s,v2′=-5m/sC.v1′=2m/s,v2′=-1m/sD.v1′=-1m/s,v2′=5m/s3.两个滑块P和Q用弹簧相连,置于水平的光滑地面上,滑块P紧靠竖直的墙,用一外力推着Q使弹簧压缩后处于静止状态,如图所示。
现突然撤掉推Q的外力,则在从释放Q到弹簧恢复到原长过程中,P、Q和弹簧组成的系统()A.动量守恒,机械能守恒B.动量不守恒,机械能守恒C.动量守恒,机械能不守恒D.动量不守恒,机械能不守恒4.如图,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()A.A和B都向左运动B.A和B都向右运动C.A静止,B向右运动D.A向左运动,B向右运动5.光滑水平桌面上有P、Q两个物块,Q的质量是P的n倍.将一轻弹簧置于P、Q之间,用外力缓慢压P、Q.撤去外力后,P、Q开始运动,P和Q的动量大小的比值为()6.在光滑水平面上,一质量为m,速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前反,则碰撞后B球的速度大小可能是()A.0.6v B.0.4v C.0.3v D.0.2v7.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。
人教版高二选修3-5第十六章 第3节 动量守恒定律 课时练习一、多选题1. 如图所示,木块B与水平弹簧相连放在光滑水平面上,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内,入射时间极短,关于子弹和木块组成的系统,下列说法正确的是()A.子弹射入木块的过程中,系统受到的合外力为0B.子弹对木块的摩擦力为内力C.压缩弹簧的过程中,系统所受合外力增大D.压缩弹簧的过程中,系统机械能守恒2. 如图所示,A、B两物体质量之比m A:m B=3:2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑。
当弹簧突然释放后,则)(A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B组成的系统动量守恒B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B、C组成的系统动量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成的系统动量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C组成的系统动量守恒二、解答题3. 下列四幅图所反映的物理过程中,动量守恒的是( ) A.B.C. D.A .在光滑水平面上,子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统B .剪断细线,弹簧恢复原的过程中,M 、N 和弹簧组成的系统C .两球匀速下降,细线断裂后在水下运动的过程中,两球组成的系统(不计水的阻力)D .木块沿光滑斜面由静止滑下的过程中,木块和斜面体组成的系统4. 小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车上的另一端,如图所示.已知车、人、枪和靶的总质量为M (不含子弹),每颗子弹质量为m ,共n 发,打靶时,枪口到靶的距离为d ,若每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发.则以下说法正确的是()A .待打完n 发子弹后,小车将以一定速度向右匀速运动B .待打完n 发子弹后,小车应停在射击之前位置的右方C .在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移相同,大小均为D .在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移不相同,应越来越大5. 如图所示,一人站在静止于冰面的小车上,人与车的总质量,当遇到一个质量、速度、水平向右滑行的木箱后,人立即以相对于冰面的速度水平向左将木箱推出(不计冰面阻力,人和车相对静止).求小车获得的速度.6. 如图所示,传送带以m/s 的水平速度把质量的行李包运送到原来静止图在光滑地面上、质量的小车上,若行李包与小车上表面间的动摩擦因数,设小车足够长,则行李包从滑上小车至在小车上滑到最远处所经历的时间是多少?(重力加速度g 取)7. 如图所示,带有半径为R 的光滑圆弧的小车的质量为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C 度分别为多大?(重力加速度为g )8. 如图所示,水平光滑地面上依次放置着10块质量的完全相同的长直木板.一质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左侧滑上木板,当铜块滑离第一块木板时,速度大小为.铜块最终停在第二块木板上.(取,结果保留两位有效数字)求:(1)第一块木板的最终速度;(2)铜块的最终速度9.结冰的湖面上有甲、乙两个小孩分别乘冰车在一条直线上相向滑行,速度大小均为,甲与车、乙与车的质量和均为,为了使两车不会相碰,甲将冰面上一质量为5kg 的静止冰块以(相对于冰面)的速率传给乙,乙接到冰块后又立即以同样的速率将冰块传给甲,如此反复,在甲、乙之间至少传递几次,才能保证两车不相碰(设开始时两车间距足够远)?10.如图所示,在光滑水平面上,有一质量为的薄板和质量为的物块以的初速度朝相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,取,试问M=4m ,g 取10m/s 2,若小球刚好没跃出圆弧的上端,求:.光滑水平面上有一质量为M 的滑块,滑块的左侧是一光滑的圆弧,圆弧半径为R=1m .一质量为m 的小球以速度v 0向右运动冲上滑块.已知11(3)若物块和薄板间的动摩擦因数,则要使物块不至于从薄板左端滑出,薄板至少多长?(2)当物块对地向左运动最远时,薄板速度为多大?(1)当薄板的速度为时,物块的运动情况如何?(1)小球的初速度v0是多少?(2)滑块获得的最大速度是多少?12.如图所示,在光滑水平轨道上有一小车质量为,它下面用长为L 的细绳系质量为的沙袋,今有一水平射来的质量为m的子弹,它射入沙袋后并不穿出,而与沙袋一起运动,最大摆角为.不计细绳质量,试求子弹射入沙袋时的速度多大?13. 质量为M 的小车,以速度在光滑水平地面上前进,车上站着一个质量为m 的人问:当人以对车的速度向后水平跳出后,车的速度为多大?14. 质量为1kg的物体从高处自由下落,下落5m 时正落在以的速度沿水平方向匀速前进的小车上,车上装有沙子,车与沙子的总质量为4k g,地面光滑,则稳定后车的速度为多少?(g 取)15. 如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A 的左端,三者质量分别为2kg 、1kg 、2kg.开始时C静止,A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞,求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.16. 如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h="0.3" m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m1="30" kg,冰块的质量为m2="10" kg,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g="10" m/s2.(ii)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩?(i)求斜面体的质量;17. 如图所示,光滑冰面上静止放置一表面光滑并用销钉将其固定在冰面上的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为,冰块的质量为,斜面体质量,小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小.(1)求冰块滑上斜面体的最大高度;(2)若冰块滑至最大高度时迅速将销钉拔掉,通过计算判断,冰块与斜面体分离后,冰块能否追上小孩?18. 如图所示,在光滑桌面上放着长木板,其长度为m,在长木板的左上端放一可视为质点的小金属块,它的质量和木板的质量相等,最初它们是静止的.现让小金属块以m/s的初速度向右滑动,当滑动到长木板的右端时,滑块的速度为m/s,取m/s2,求:(1)滑块与长木板间的动摩擦因数;(2)小金属块滑到长木板右端经历的时间t。
16.3 动量守恒定律
课时检测区·能力达标
1.甲、乙两船静止在湖面上,总质量分别是m1、m2,两船相距x,甲船上的人通过绳子用力F 拉乙船。
若水对两船的阻力大小均为F f,且F f<F,则在两船相向运动的过程中( )
A.甲船的动量守恒
B.乙船的动量守恒
C.甲、乙两船的总动量守恒
D.甲、乙两船的总动量不守恒
【解析】选C。
甲船、人、绳、乙船组成的系统所受的合力为零,动量守恒,则选项C正确。
2.(2018·武汉高二检测)如图所示,光滑的水平面上,小球A以速度v0向右运动时与静止的
小球B发生对心正碰,碰后A球速度反向,大小为,B球的速率为,A、B两球的质量之比为( )
A.3∶8
B.8∶3
C.2∶5
D.5∶2
【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)以A、B两球组成的系统为研究对象,在碰撞过程中,系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出两球的质量之比。
(2)动量守恒定律是矢量式,解题时要注意两球的速度方向,本题以A球初速度方向为正方向。
【解析】选C。
以A、B两球组成的系统为研究对象,两球碰撞过程动量守恒,以A球的初速
度方向为正方向,由动量守恒定律得:m A v0=m A+m B,两球的质量之比:=,故C正确。
【补偿训练】(多选)(2018·黄石高二检测)质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.碰撞前两物体动量相同
B.碰撞后两物体一起做匀速直线运动
C.质量m1等于质量m2
D.碰撞前两物体动量大小相等、方向相反
【解析】选C、D。
位移—时间图象的斜率等于速度,由数学知识得知,碰撞后两个物体的速度为零,根据动量守恒有:p1+p2=0,得:p1=-p2,说明碰撞前两物体动量大小相等、方向相反,由于动量是矢量,所以碰撞前两物体动量不相同。
故A错误,D正确;由图示图象可知,两物体碰撞后位移不随时间变化,速度为零,碰撞后两物体静止,故B错误;由斜率可知,碰撞前两物体速度大小相等,方向相反,则有:v1=-v2,由p1=-p2,得:m1v1=-m2v2,m1=m2,C正确。
故选C、D。
3.(多选)(2018·衡水高二检测)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.小球在半圆槽内由A向B运动做圆周运动,由B向C运动也做圆周运动
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,将做斜抛运动
【解析】选C、D。
小球在半圆槽内由A向B运动时,由于槽的左侧有一固定在水平面上的物块,槽不会向左运动,则小球机械能守恒,从A到B做圆周运动,系统在水平方向上动量不守恒;从B到C运动的过程中,槽向右运动,系统在水平方向上动量守恒,则B到C小球的运动不是圆周运动,故A、B错误,C正确;小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动,故D正确。
故选C、D。
4.(2018·武汉高二检测)如图所示,足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上,物块
B置于A的左端,A、B、C的质量分别为m、2m和4m,已知A、B一起以v0的速度向右运动,滑块C向左运动,A、C碰后连成一体,最终A、B、C都静止,求:
(1)C与A碰撞前的速度大小。
(2)A、B间由于摩擦产生的热量。
【解析】取向右为正方向。
(1)对三个物体组成的系统,根据动量守恒定律得:
(m+2m)v0-4mv C=0
解得C与A碰撞前的速度大小
v C=v0
(2)A、C碰后连成一体,设速度为v共。
根据动量守恒定律得
mv0-4mv C=(m+4m)v共
解得v共=-v0
根据能量守恒定律得:
摩擦生热Q=(m+4m)+×2m-0
解得Q=m
答案:(1)v0(2)m。