沪教版高中物理选修3-5 1.3动量守恒定律的案例分析_学案1

恒口高中2013-2014高二物理学案 乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海


动量守恒定律的案例分析

学习目标 1．掌握动量守恒定律的内容及条件，知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题。2．掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤。3．会应用动量定恒定律分析、解决碰撞、反冲、爆炸等物体相互作用的问题。
学习重点 动量守恒定律的正确应用；熟练掌握应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤。
学习难点 动量守恒定律的理解和正确应用。
学习过程
自主学习 动量守恒定律的内容 表达式 。 动量守恒条件：（1）系统不受 或者所受 为零；（2）系统受外力，但外力 内力，可以忽略不计；（3）系统在某一个方向上所受的合外力为 ，则该方向上 守恒。（4）全过程的某一阶段系统受的 为零，则该阶段系统动量守恒。动量守恒定律反映了系统内物体间相互作用过程中所遵循的物理规律，和牛顿运动定律相一致，但用动量守恒定律处理具体问题时，在某些方面显现出比用牛顿运动定律解题简洁、明了的特点。 特别是，当系统内受力情况不明或者相互作用是变力时，用牛顿运动定律计算很繁琐，甚至无法处理，而动量守恒定律只需考虑初、末状态，不必过问具体的相互作用细节，因而避免了运用牛顿运动定律解题所遇到的困难，使问题简化。 用动量守恒定律来研究“碰撞”、“反冲”、“爆炸”等现象涉及的物理问题时，如果用牛顿运动定律计算，很繁琐，甚至无法处理，但用动量守恒定律处理只需考虑 、 状态的，不必过问具体的相互作用细节，因而比运用牛顿运动定律更为 。碰撞是两个或两个以上相对运动的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用使它们的运动状态发生了显著变化的过程。其特点是： ， ， 。子弹打木块是一种 碰撞问题，仍然满足 。 反冲： 的现象叫反冲。 反冲运动问题，爆炸问题（类反冲运动），人船模型问题（类反冲运动 ），都是系统的内力 外力，系统的动量 。
合作探究 探究点一：分析碰碰车的碰撞案例：游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s；乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为3.9 m/s。求碰撞后两车共同的运动速度。 分析是否满足动量守恒定律？ 。解答过程： 。探究点二：探究未知粒子的性质用高速的粒子去轰击未知的靶核，根据有关数据来确定靶核的“身份”，是近代物理研究上常用的一种方法。 案例：一质子以1.0×107 m/s的速度向右与一个静止的未知核碰撞。已知质子的质量是1.67×10-27 kg，碰撞后质子以6.0×106 m/s的速度反向弹回，未知核以4.0×106 m/s的速度向右运动。试确定未知核的“身份”。 解答过程： 。探究点三：研究反冲现象案例：火箭发射前的总质量为M=300kg， 火箭发动机每秒喷气20次，每次喷出m=200g燃料气体，喷射的燃气相对地面的速度v0=1000m/s，在不考虑地球引力和空气阻力的情况下，火箭发射1s末的速度V为多少？ 分析是否满足动量守恒定律？ 。解答过程： 。
达标检测 1．质量为3kg的小球A在光滑水平面上以6m/s的速度向右运动，恰遇上质量为5kg的小球B以4 m/s的速度向左运动，碰撞后B球恰好静止，求碰撞后A球的速度。 2．设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在水平地面上的质量为M的木块，并留在木块中不再射出，若木块与地面间的动摩擦因数为 ，求①子弹射入木块后，木块在地面上滑动的距离；②子弹射射入木块过程中系统损失的机械能。 3．光滑冰面有一静止的小车质量为M=100kg ，车上站着m=60kg的人。当人以对地4m/s的速度向前跳出时，小车的速度如何？ 4．在水平地面上放置一门质量为M的炮车，发射炮弹的质量为m，炮车与地面间摩擦力不计，当炮身与水平方向成θ角发射炮弹时，炮弹相对于炮身的出口速度为v0，试求炮车后退的速度有多大？ 5．斜抛射出的小炸弹在最高点时水平速度为100m/s，这时突然炸成两块，其中大块质量300g仍按原方向飞行，其速度测得为500m/s。另一小块质量为200g，求它的速度的大小和方向。 6．质量为m的人站在质量为M，长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时，船左端离岸多远？7．(2011年高考山东理综卷)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)


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