新教材2023_2024学年高中物理第1章动量与动量守恒定律本章整合课件教科版选择性必修第一册

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本章整合突破一　应用动量定理的解题方法动量定理的三个应用 【例1】 一辆质量为m=2 000 kg的汽车以v0=30 m/s的速度在平直的高速公路上匀速直线行驶,当驾驶员发现前方有事故时,立即进行刹车,已知司机的反应时间为0.7 s。若汽车刹车后的刹车制动力F与刹车后的时间t成线性变化关系,如图所示,且在t=10 s时汽车刚好完全停止运动,汽车运动可视为直线运动。求:(1)司机的反应时间内汽车行驶的距离;(2)刹车后的最大制动力Fm;(3)当t1=5 s时,汽车的速度大小。答案 (1)21 m　(2)12 000 N　(3)7.5 m/s解析 (1)在反应时间内,汽车做匀速直线运动,有x=v0t0得x=21 m。突破二　动量守恒定律及碰撞反冲的应用【例2】 如图所示,甲、乙两小车的总质量(包括小车、人和货物)分别为12m、14m,两小车沿同一直线、同一方向运动,速度分别为2v0、v0。为避免两小车相撞,乙小车上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲小车,甲小车上的人将货物接住后恰好不相撞(不计地面的阻力),求:(1)甲小车上的人接住货物后的速度大小;(2)乙小车上的人抛出货物的速度(相对于地面)。解析 (1)恰好不相撞时,两小车速度相等,选甲、乙两小车及货物整体为研究对象,取向右为正方向,根据动量守恒定律有12m×2v0+14mv0=(12m+14m)v(2)乙小车上的人抛出货物时,选乙小车和货物为研究对象,取向右为正方向,根据动量守恒定律14mv0=13mv+mv1可得抛出货物的速度v1=-5v0因此抛出货物速度大小为5v0,方向向左。突破三　动量和能量的综合应用【例3】 (2022山东卷改编)如图所示,“L”型平板B静置在地面上,小物块A处于平板B上的O'点,O'点左侧粗糙,右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为m的小球悬挂在O'点正上方的O点,轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放,下摆至最低点与小物块A发生碰撞,碰后小球速度方向与碰前方向相同,A以速度v0沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后,A返回到O点的正下方时,相对于地面的速度减为零,此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量mA=0.1 kg,B的质量mB=0.3 kg,A与B的动摩擦因数μ1=0.4,B与地面间的动摩擦因数μ2=0.225,v0=4 m/s,重力加速度g取10 m/s2。整个过程中A始终在B上,所有碰撞时间忽略不计,不计空气阻力,求:(1)A与B的挡板碰撞后,二者的速度大小vA与vB;(2)B光滑部分的长度d;(3)运动过程中A对B的摩擦力所做的功Wf。破题 分析弄清各个子过程后,先从A、B发生弹性碰撞分析列式;然后分段、分物体,根据动能定理或牛顿第二定律结合运动学公式,分别列方程;最后弄清A与B的位移大小关系是正确求解的关键。解析 (1)设水平向右为正方向,O'点右侧光滑,则A与B碰撞时A的速度为v0=4 m/s由题意可知A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得mAv0=mAvA+mBvB代入数据,联立解得vA=-2 m/s(方向水平向左)vB=2 m/s(方向水平向右)。(2)A受到B的摩擦力fA=μ1mAg=0.4 NB受到地面的摩擦力fB=μ2(mA+mB)g=0.9 N