高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三节 动量守恒定律课文配套课件ppt

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二、 迁移交汇辨析清(一)动量定理及其应用1．冲量的计算(1)恒力的冲量：公式I＝Ft适用于计算恒力的冲量。(2)变力的冲量：①通常利用动量定理I＝Δp求解。②可用图像法计算。在Ft图像中阴影部分(如图)的面积就表示力在时间Δt＝t2－t1内的冲量。
2．动量定理Ft＝mv2－mv1的应用它说明的是力对时间的累积效应。应用动量定理解题时，只考虑物体的初、末状态的动量，而不必考虑中间的运动过程。(1)求动量变化量。(2)求变力的冲量问题及平均力问题。(3)求相互作用时间。(4)利用动量定理定性分析现象。
[典例1]　一个铁球，从静止状态由10 m高处自由下落，不计空气阻力，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4 s，该铁球的质量为336 g，求(g取10 m/s2)：(1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量大小；(2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量大小；(3)泥潭对小球的平均作用力的大小。
[针对训练]1.(多选)如图所示，质量均为m的小球A、B在同一水平线上，当A球水平抛出的同时B球自由下落，运动到t＝2 s时刻，两球的运动方向夹角为37°(已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)，不计空气阻力，则(　　)A．当t＝2 s时，A球与B球重力的瞬时功率之比为5∶4B．当t＝2 s时，A球与B球重力的瞬时功率之比为1∶1C．在0～2 s过程中，两球的动能变化量不同D．在0～2 s过程中，两球的动量变化量相同
解析：因t＝2 s时两球竖直方向速度相同为vy，重力的功率为P＝mgvy相同，则A错误，B正确；0～2 s过程中，下落高度相同，重力做功相同，两球的动能变化量相同，则C错误；0～2 s过程中，重力的冲量相同，则两球的动量变化量相同，则D正确。答案：BD
解析：物体在下落的过程中，设风力对物体做功为W，重力对物体做功为mgh，故根据动能定理得W＋mgh＝ΔEk＝0，故风力对物体做负功，选项A错误， B正确；由于风力不是水平方向的，不知道物体沿竖直方向运动的距离，无法求出物体下落的高度，进而无法判断出物体机械能的减少量，选项C错误；由于物体动量的变化量是2mv0，故风力与重力的合力对物体的冲量大小为2mv0，故风力对物体的冲量大小不是2mv0，选项D错误。答案：B
(二)动量守恒定律应用中的临界问题1．寻找临界状态题设情景中看是否有相互作用的两物体相距最近、恰好滑离、避免相碰和物体开始反向运动等临界状态。2．挖掘临界条件在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系、相对位移关系。3．常见类型(1)涉及弹簧类的临界问题对于由弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等。
(2)涉及相互作用边界的临界问题在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中，由于物体间弹力的作用，斜面在水平方向上将做加速运动，物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度，物体到达斜面顶端时，在竖直方向上的分速度等于零。(3)子弹打木块类的临界问题：子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同，子弹位移为木块位移与木块厚度之和。
[典例2]　如图，光滑水平面上有一矩形木板A和滑块C，可视为质点的滑块B置于A的最左端，滑块C静止。若木板A和滑块B一起以v0＝5 m/s的速度向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)，相碰后滑块C向右运动，一段时间后A、B再次一起向右运动，且恰好不再与滑块C相碰。已知：木板A与滑块B间的动摩擦因数μ＝0.1，mA＝2 kg，mB＝1 kg，mC＝2 kg，g取10 m/s2。求：(1)木板A与滑块C碰后瞬间A的速度大小，并计算说明A与C是否为弹性碰撞；(2)滑块B在木板A上相对运动的时间；(3)要使滑块B不从木板A上滑下，木板A至少多长。
[针对训练]1.如图所示，水平光滑轨道宽度和轻质弹簧自然长度相等，两物体m1和m2套在水平光滑轨道上，并分别与弹簧两端连接，m2的左边有一固定挡板。m1由图示位置静止释放，已知释放m1前弹簧的弹性势能为E。在m2离开挡板后的运动过程中，求：(1)弹簧弹性势能的最大值；(2)m2速度的最大值。
(三)解答动力学问题的三大观点1．三种思路的比较
2．三种思路的选择(1)对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题，无论是恒力做功还是变力做功，一般都利用动能定理求解。(2)如果只有重力和弹簧弹力做功而不涉及运动过程的加速度和时间问题，则采用机械能守恒定律求解。(3)对于碰撞、反冲类问题，应用动量守恒定律求解。(4)对于相互作用的两物体，若明确两物体相对滑动的距离，应考虑选用能量守恒(功能关系)定律建立方程。
[典例3]　如图所示为某种弹射装置的示意图，轻弹簧左端与一固定挡板相连，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带平滑连接，传送带长L＝6.0 m，两个质量均为m＝1.0 kg的滑块A、B置于水平导轨上。第一次实验时，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以速率v1＝4.0 m/s匀速转动，使滑块A压缩轻弹簧至某一位置，由静止释放，滑块A离开弹簧后以某一速度与B发生弹性碰撞，碰后滑块B以速度vB＝2.0 m/s滑上传送带，并从传送带右端P点平抛落至地面上的Q点。已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.20，重力加速度g取10 m/s2。求：
(1)滑块B在传送带上运动的时间；(2)第二次实验时，使皮带轮沿逆时针方向转动，带动皮带以速率v2＝1.0 m/s匀速转动，要使滑块B平抛的水平位移是第一次的四分之一，则需将滑块A压缩弹簧至另一位置由静止释放，后与B发生弹性碰撞，求此过程弹簧对滑块A做的功W；(3)在第二次实验过程中，滑块B在传送带上滑动过程中产生的热量Q。
[针对训练]1.如图所示，物块质量m＝3 kg，以速度v＝2 m/s水平滑上一静止的平板车，平板车质量M＝12 kg，物块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.2，其他摩擦不计(g取10 m/s2)，求：(1)物块相对平板车静止时的速度(假设平板车足够长)；(2)要使物块在平板车上不滑下，平板车的最小长度。
2.两质量分别为M1和M2的壁A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m的物块位于壁A的倾斜面上，距水平面的高度为h。物块从静止滑下，然后又滑上壁B。求物块在B上能够达到的最大高度。
三、 创新应用提素养(一)交通安全中动量定理的应用1．鸟类对飞机的飞行会造成很大的危害。一架中国国际航空CA103客机，从天津飞抵香港途中遭遇鸟击，飞机头部被撞穿约一平方米的大洞，雷达罩被砸穿，所幸客机及时安全着陆，无人受伤。若飞机的速度为700 m/s，小鸟在空中的飞行速度非常小，小鸟的质量为0.4 kg。小鸟与飞机的碰撞时间为2.5×10－4 s。则飞机受到小鸟对它的平均作用力的大小约为(　　)A．104 N　　　　　　　B．105 NC．106 N D．107 N
2.如图所示，H是一种安全气袋，内部存有化学物质，当汽车高速前进，受到撞击时，化学物质会在瞬间爆发产生大量气体，充满气囊，填补在乘员与车前挡风玻璃、仪表板、方向盘之间，防止乘员受伤。若某次事故中汽车的速度是35 m/s，乘员冲向气囊后经0.2 s停止运动，人体冲向气囊的质量约为40 kg，头部和胸部作用在气袋上的面积约为400 cm2。则在这种情况下，人的头部和胸部受到平均压强为多大？相当于多少个大气压？
(二)生活、体育运动中的动量问题3．篮球运动员接传球时，通常要先伸出两臂迎球，手触到球的瞬间顺势后引，这样可以减小(　　)A．球对手的力的冲量B．球对手的力的大小C．球的动量变化量D．球的动能变化量
4. (多选)如图所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是(　　)A．球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 NB．球棒对垒球的平均作用力大小为360 NC．球棒对垒球做的功为126 JD．球棒对垒球做的功为36 J
5．甲、乙两只小船的质量均为M＝120 kg，静止于水面上，甲船上的人质量m＝60 kg，通过一根长为L＝10 m的绳用F＝120 N的力水平拉乙船，求：(1)两船相遇时，甲、乙两船分别移动了多少距离；(2)甲、乙两船将要相遇时，为防止两船相撞，人至少应以多大的速度从甲船跳到乙船。(忽略水的阻力及人在空中运动的时间)