2017高中物理 第十六章 动量守恒定律 4 碰撞课件 新人教版选修3-5

碰撞后小车A和小车B的总动量 p′＝(mA＋mB)v共＝(0.20＋0.40)×0.695 kg·m/s。
kg·m/s＝0.417
答案：(1)BC DE (2)0.420 0.417
1．小车A碰前、碰后做何种运动？ 提示：小车A碰前、碰后均为匀速直线运动。 2．碰撞对小车A的速度大小有何影响？ 提示：小车A的速度减小。
(1)为了尽量准确找到碰撞中的不变量，以下要求正确的是 ________。
A．入射小球的半径应该大于被碰小球的半径 B．入射小球的半径应该等于被碰小球的半径 C．入射小球每次应该从斜槽的同一位置由静止滑下 D．斜槽末端必须是水平的
(2)关于小球的落点，正确的是________。 A．如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滑下，重复几 次的落点一定是完全重合的 B．由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不会完全 重合，但是落点应当比较密集
解析：(1)从分析纸带上的打点情况看，BC段既表示小车做 匀速运动，又表示小车有较大的速度，因此BC段能较准确地描 述小车A在碰撞前的运动情况，应选用BC段计算小车A的碰前 速度。从CD段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在 DE段内小车运动稳定，故应选用DE段计算碰后小车A和小车B 的共同速度。
解析：(1)将10个点圈在圆内的最小圆的圆心作为平均落 点，可由刻度尺测得碰撞后B球的水平射程为64.7 cm。
(2)从同一高度做平抛运动飞行的时间t相同，而水平方向为 匀速直线运动，故水平位移x＝vt，所以只要测出小球飞行的水 平位移，就可以用水平位移代替平抛初速度，亦即碰撞前后的 速度，证明mA·OP 与mA·OM ＋mB·ON 是否相等，即可说明两 个物体碰撞后各自的质量与其速度的乘积之和是否相等，故必 须测量的是两球的质量和水平射程，即选项A、B、D是必须进 行的测量。

人教版高中物理（选修3-5）第十六章第4节
碰撞
生活中的各种碰撞现象
撞车
拳击
1、碰撞：指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的 运动状态发生了显著的变化的过程。 2.“碰撞过程”的特征
(1)经历的时间极短，碰撞的时间在整个过程中都可以忽略；
(2)碰撞双方相互作用的内力远大于外力
满足动m 量 1v1m 守 2v2恒 m 1v1 ： m 2v2
e.当m1＜＜m2时， v1’＝ －v0 ; v2’＝ 0
4.碰撞的类型 （2最大 v
A
B
AB
动量守 m1v0恒 (m1： m2)v
共同v速 m 1m 度 1m 2v0
动 能 E k 1 2 m 1 v 0 损 2 1 2 m 1 m 失 2 v 2 2 m m 1 1 m 2 v m 0 2 2
（3） 非弹性碰撞
动量守恒、碰后分开、动能有损失
5.两种碰撞
等质量斜碰（弹性）,碰前运动速度与两球心连线不在同一直线上 6.散射
1.在光滑的水平面上,有A、 B两球沿同一直线向右运动,(
如 图 示 ), 已 知 碰 撞 前 两 球 的 动 量 分 别 为 pA=12kgm/s , pB=13kgm/s , 碰撞后它们的动量变化是△pA, △pB有可能 的是: （ A C ）
A. △pA= －3 kgm/s
△pB=3 kgm/s
B. △ pA =4 kgm/s C. △ pA = － 5 kgm/s
△pB= － 4 kgm/s △pB=5 kgm/s
D. △ pA= － 24 kgm/s △pB=24 kgm/s
pA=12kgm/s
pB=13kgm/s
2.质量为1kg的炮弹，以800J的动能沿水平方向飞行时， 突然爆炸分裂为质量相等的两块，前一块仍沿水平方向 飞行，动能为625J，则后一块的动能为多大？

解析:(1)子弹射入物体 A 时,两者组成的系统动量守恒,故 m0v0=(m0+mA)vA,将 mA=34mB,m0=14mB 代入,得 vA=14v0。此后因弹簧压 缩,A 受向左的弹力作用而做减速运动,速度减小,故14v0 是 A 获得的最 大速度。
(2)弹簧压缩量最大时,A、B 相距最近,其速度相等,由子弹、A、 B 组成的系统动量守恒,即 m0v0=(m0+mA+mB)vB,得 vB=������0+���������������0���+������������v0=18v0。
������2������2。
典题例解
【例 1】 小球 A 和 B 的质量分别为 mA 和 mB,且 mA>mB。在某 高度处将 A 和 B 先后从静止释放。小球 A 与水平地面碰撞后向上
弹回,在释放处下方与释放处距离为 H 的地方恰好与正在下落的小
球 B 发生正碰。设所有碰撞都是弹性的,碰撞时间极短。求小球 A、
(1)A 物体获得的最大速度; (2)弹簧压缩量最大时物体 B 的速度。
思路分析:临界条件分析法:找出临界条件①最大速度②弹簧压 缩量最大→分析临界条件①子弹射入 A 的过程中,A 的速度增大,随 后 A 减速②A 减速,B 加速,当 vA=vB 时,A、B 相距最近,即弹簧压缩量 最大→应用临界条件①子弹射入物块的过程动量守恒②A、B、弹 簧组成的系统动量守恒
则其速度大小仅为原来的1。取
3
A
球原来的运动方向为正方向,两球
在光滑水平面上正碰,碰后 A 球的运动有两种可能,继续沿原方向运
动或被反弹。
以 A 球原来的速度方向为正方向,则 vA'=±13v0,
根据两球碰撞前、后的总动量守恒,有

(2)橡皮泥与地面接触前瞬时动量 p1′＝1 kg·m/s，方向向下， 为正，当与地面作用后静止时的动量 p2′＝0.
则这段时间内动量的变化 Δp′＝p2′－p1′＝(0－1) kg·m/s ＝－1 kg·m/s，是负值，说明动量变化的方向向上．
(3)橡皮泥从静止开始下落时的动量 p1＝0，落到地面后的动量 p2′＝0.
(3)冲量是力在时间上的积累，而功是力在空间上的积累．这 两种积累作用可以在“F－t”图象和“F－s”图象上用面积表示．
如下图所示．图甲中的曲线是作用在某一物体上的力 F 随时 间 t 变化的曲线，图中阴影部分的面积就表示力 F 在时间 Δt＝t2－ t1 内的冲量．图乙中阴影部分的面积表示力 F 做的功．
【总结提能】 (1)若物体在运动的过程中所受的力不是同时 的，可按受力情况分成若干阶段求解，也可当成一个全过程来求 解，此时将“合外力的冲量”理解成“外力的总冲量”．
(2)在用动量定理解题时，一定要认真进行受力分析，不可有 遗漏，比如求解本题时，不少同学就把重力遗漏了．
如图所示，质量为m＝2 kg的物体，在水平力F＝16 N的作用 下，由静止开始沿水平面向右运动．已知物体与水平面间的动摩 擦因数μ＝0.2.若F作用t1＝2 s后撤去，撤去F后又经t2＝2 s物体与 竖直墙壁相碰，若物体与墙壁作用时间t3＝0.1 s，碰撞后反向弹回 的速度v′＝6 m/s，求墙壁对物体的平均作用力．(g取10 m/s2)
答案：A 车受到的总冲量大小为 4 N·s，方向向左．
考点三 动量定理
1．对动量定理的理解 (1)动量定理反映了合外力的冲量与动量变化量之间的 因果关系，即合外力的冲量是原因，物体的动量变化量是 结果．
(2)动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是某一个 力的冲量，它可以是合力的冲量，可以是各力冲量的矢量 和，也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和．