人教版高一物理选修3-5第十六章动量守恒定律第4节碰撞专题板块模型课件（共16张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高一物理选修3-5第十六章动量守恒定律第4节碰撞专题板块模型课件（共16张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 209.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-15 12:56:02 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
高一物理选修3-5
第十六章动量守恒定律
第4节碰撞专题板块模型
包头市百灵庙中学
史殿斌
【由一例得一法】
例题：如图所示，一个质量为m的滑块以初速度v0冲上静止在光滑水平面上质量为M的木板之后，滑块带动木板向前运动一段时间后两者相对静止。两者间的动摩擦因数为μ。求：
（1）滑块和木板最终的速度
（2）上述过程中滑块和木板
在水平面上滑行的距离
（3）滑块在木板上滑行的距离
（4）系统损失的机械能和系统增加的内能
（5）上述过程经历的时间
【解析】
（1）由动量守恒定律
mv0=(M+m)v 可得
v=mv0/(M+m)
（2）由动能定理，对木板做功：μmgx1= Mv2-0
对滑块做功：-μmgx2= mv2- mv02
（3）等式整理得：μmg(x2-x1)=μmgd= mv02- (M+m)v2
（4）系统损失的机械能ΔE与系统增加的内能Q相同。即
ΔE=Q= mv02- (M+m)v2=μmgd
板块模型能量守恒为： mv02= (M+m)v2+μmgd
（5）由动量定理，选择木板可得：μmgt=Mv-0
选择滑块可得：-μmgt=mv-mv0
【求解方法】
1.动量守恒—合外力为零，动量守恒；木板放在光滑的水平地面上，滑块和木板不受其他外力作用，动量守恒。
2.涉及绝对位移（即物体相对于地面的位移）或者涉及内力做功，可以针对性地利用动能定理求解。即涉及哪个物体的绝对位移或者内力对哪个物体做功，就针对性地对这个物体利用动能定理求解。
3.涉及相对位移（滑块相对于木板的位移也就是滑块在木板上滑行的位移或者是木板的长度）利用能量守恒求解，其中机械能转化为的内能表达式：ΔE=Q=μmgd相对
滑块模型的能量守恒为： mv02= (M+m)v2+μmgd
4.涉及作用时间或者内力的冲量，可以选择性地利用动量定理求解。对于不同物体的动量定理涉及的时间和内力的冲量大小相同，因此选择受力简单的物体进行动量定理求解较为方便。
【典例试做】
如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小滑块A，m＜M，A、B间动摩擦因数为μ。现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，
最后A不会滑离B，求：
（1）A、B最后的速度大小和方向
（2）平板车的长度至少是多少
（3）从地面上看，小木块向左运动最大位移
（4）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车运动的位移和整个过程中平板车运动的位移
（5）上述过程所经历的时间
【解析】
（1）设当小滑块的速度减为零时，平板车的速度为v1，小滑块和平板车最终共同运动的速度为v2。由动量守恒
Mv0-mv0=m·0+Mv1=(M+m)v2
（2）设平板车的长度为L，涉及
相对位移，利用能量守恒
Mv02+ mv02= (M+m)v22+μmgL
（3）小滑块的绝对位移，对小滑块动能定理
-μmgx=0- mv02
（4）平板车的绝对位移，对平板车动能定理
-μmgx1= Mv12- Mv02
-μmgx2= Mv22- Mv02
（5）涉及作用时间，选择小滑块动量定理
-μmgt=mv2-(-mv0)
选择平板车动量定理 μmgt=Mv2-Mv0
【课堂训练】
1．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和质量m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反的方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（ ）
A．做加速运动
B．做减速运动
C．做匀速运动
D．以上运动都有可能
A
2.如图甲所示，质量为M＝2kg的木板静止在光滑水平面上，可视为质点的物块（质量设为m）从木板的左测沿木板表面水平冲上木板。物块和木板的速度﹣时间图象如图乙所示，g＝10m/s2，结合图象，下列说法正确的是（ ）
A.可求得物块的质量m＝2kg
B.可求得木板的长度L＝2m
C.可求得物块在前2s内的位移3m
D.可求得物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2
AD
3.质量为M＝lkg的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两壁间距为L＝2m，另一质量也为m＝lkg且可视为质点的物体从箱子中央以v0＝6m/s的速度开始运动，如图所示。已知物体与箱底的动摩擦因数为μ＝0.5，物体与箱壁间发生的是完全弹性碰撞，g＝10m/s2。试求：
（1）物体可与箱壁发生多少次碰撞？
（2）从物体开始运动到刚好停在箱子
上，箱子在水平面上移动的距离是多少？
x=1.7m
n=1
4．两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为mA=2kg和mB=1kg，它们的下底面光滑，上表面粗糙，其动摩擦因数μ=0.5，另有一质量为MC=9kg的滑块C(可视为质点)，以v0=5m/s的速度恰好水平地滑入A的上表面，如图所示。由于摩擦，滑块最后停在木块B上，共同速度为v=3.9m/s。求：
（1）木块A的长度
（2）B和C达到共同速度
是木块A和木块B的间距
LA=0.6m
Δx=0.009m
5．如图所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C，重物A（视为质点）位于B的右端，A、B、C的质量相等，现A和B以同一速度滑向静止的C，B与C发生正碰，碰后B和C粘在一起运动，A在C上滑行，A与C间有摩擦力，已知A滑到C的右端而未掉下。求：
从B、C发生正碰
到A刚移到C右端
期间，C所走过的距离是C板长度的多少倍？
7:3
6．质量为M=4.0kg的平板小车静止在光滑的水平面上，如图所示，当t=0时，两个质量分别为mA=2kg、mB=1kg的小物体A、B都以大小为v0=7m/s。方向相反的水平速度，同时从小车板面上的左右两端相向滑动。直到它们在小车上停止滑动时，没有相碰，A、B与车间的动摩擦
因素μ=0.2，取g=10m/s2。求：
（1）A在车上刚停止滑动时，A和车的速度大小
（2）A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多长时间
t=4s
v=1.4m/s
高一物理选修3-5
第十六章动量守恒定律
第4节碰撞专题板块模型
包头市百灵庙中学
史殿斌
【由一例得一法】
例题：如图所示，一个质量为m的滑块以初速度v0冲上静止在光滑水平面上质量为M的木板之后，滑块带动木板向前运动一段时间后两者相对静止。两者间的动摩擦因数为μ。求：
（1）滑块和木板最终的速度
（2）上述过程中滑块和木板
在水平面上滑行的距离
（3）滑块在木板上滑行的距离
（4）系统损失的机械能和系统增加的内能
（5）上述过程经历的时间
【解析】
（1）由动量守恒定律
mv0=(M+m)v 可得
v=mv0/(M+m)
（2）由动能定理，对木板做功：μmgx1= Mv2-0
对滑块做功：-μmgx2= mv2- mv02
（3）等式整理得：μmg(x2-x1)=μmgd= mv02- (M+m)v2
（4）系统损失的机械能ΔE与系统增加的内能Q相同。即
ΔE=Q= mv02- (M+m)v2=μmgd
板块模型能量守恒为： mv02= (M+m)v2+μmgd
（5）由动量定理，选择木板可得：μmgt=Mv-0
选择滑块可得：-μmgt=mv-mv0
【求解方法】
1.动量守恒—合外力为零，动量守恒；木板放在光滑的水平地面上，滑块和木板不受其他外力作用，动量守恒。
2.涉及绝对位移（即物体相对于地面的位移）或者涉及内力做功，可以针对性地利用动能定理求解。即涉及哪个物体的绝对位移或者内力对哪个物体做功，就针对性地对这个物体利用动能定理求解。
3.涉及相对位移（滑块相对于木板的位移也就是滑块在木板上滑行的位移或者是木板的长度）利用能量守恒求解，其中机械能转化为的内能表达式：ΔE=Q=μmgd相对
滑块模型的能量守恒为： mv02= (M+m)v2+μmgd
4.涉及作用时间或者内力的冲量，可以选择性地利用动量定理求解。对于不同物体的动量定理涉及的时间和内力的冲量大小相同，因此选择受力简单的物体进行动量定理求解较为方便。
【典例试做】
如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小滑块A，m＜M，A、B间动摩擦因数为μ。现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，
最后A不会滑离B，求：
（1）A、B最后的速度大小和方向
（2）平板车的长度至少是多少
（3）从地面上看，小木块向左运动最大位移
（4）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车运动的位移和整个过程中平板车运动的位移
（5）上述过程所经历的时间
【解析】
（1）设当小滑块的速度减为零时，平板车的速度为v1，小滑块和平板车最终共同运动的速度为v2。由动量守恒
Mv0-mv0=m·0+Mv1=(M+m)v2
（2）设平板车的长度为L，涉及
相对位移，利用能量守恒
Mv02+ mv02= (M+m)v22+μmgL
（3）小滑块的绝对位移，对小滑块动能定理
-μmgx=0- mv02
（4）平板车的绝对位移，对平板车动能定理
-μmgx1= Mv12- Mv02
-μmgx2= Mv22- Mv02
（5）涉及作用时间，选择小滑块动量定理
-μmgt=mv2-(-mv0)
选择平板车动量定理 μmgt=Mv2-Mv0
【课堂训练】
1．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和质量m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反的方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（ ）
A．做加速运动
B．做减速运动
C．做匀速运动
D．以上运动都有可能
A
2.如图甲所示，质量为M＝2kg的木板静止在光滑水平面上，可视为质点的物块（质量设为m）从木板的左测沿木板表面水平冲上木板。物块和木板的速度﹣时间图象如图乙所示，g＝10m/s2，结合图象，下列说法正确的是（ ）
A.可求得物块的质量m＝2kg
B.可求得木板的长度L＝2m
C.可求得物块在前2s内的位移3m
D.可求得物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2
AD
3.质量为M＝lkg的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两壁间距为L＝2m，另一质量也为m＝lkg且可视为质点的物体从箱子中央以v0＝6m/s的速度开始运动，如图所示。已知物体与箱底的动摩擦因数为μ＝0.5，物体与箱壁间发生的是完全弹性碰撞，g＝10m/s2。试求：
（1）物体可与箱壁发生多少次碰撞？
（2）从物体开始运动到刚好停在箱子
上，箱子在水平面上移动的距离是多少？
x=1.7m
n=1
4．两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为mA=2kg和mB=1kg，它们的下底面光滑，上表面粗糙，其动摩擦因数μ=0.5，另有一质量为MC=9kg的滑块C(可视为质点)，以v0=5m/s的速度恰好水平地滑入A的上表面，如图所示。由于摩擦，滑块最后停在木块B上，共同速度为v=3.9m/s。求：
（1）木块A的长度
（2）B和C达到共同速度
是木块A和木块B的间距
LA=0.6m
Δx=0.009m
5．如图所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C，重物A（视为质点）位于B的右端，A、B、C的质量相等，现A和B以同一速度滑向静止的C，B与C发生正碰，碰后B和C粘在一起运动，A在C上滑行，A与C间有摩擦力，已知A滑到C的右端而未掉下。求：
从B、C发生正碰
到A刚移到C右端
期间，C所走过的距离是C板长度的多少倍？
7:3
6．质量为M=4.0kg的平板小车静止在光滑的水平面上，如图所示，当t=0时，两个质量分别为mA=2kg、mB=1kg的小物体A、B都以大小为v0=7m/s。方向相反的水平速度，同时从小车板面上的左右两端相向滑动。直到它们在小车上停止滑动时，没有相碰，A、B与车间的动摩擦
因素μ=0.2，取g=10m/s2。求：
（1）A在车上刚停止滑动时，A和车的速度大小
（2）A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多长时间
t=4s
v=1.4m/s