第一章 拓展提升课二 动量守恒定律的综合应用-2021-2022学年高二物理【创新设计】同步学考笔记（粤教版2019选择性必修1）课件

拓展提升课二　动量守恒定律的综合应用 第1章 动量和动量守恒定律 INNOVATIVE DESIGN INNOVATIVE DESIGN 【学习目标】　1.会分析人船模型。2.能处理动量守恒和图像相结合的综合问题。3.会分析动量守恒的临界问题。 2 知识方法探究 随堂对点自测 目 录 CONTENTS /////// /////// 课时定时训练 /////// 3 目录 1 知识方法探究 4 1.“人船模型”问题 “人船模型”属于反冲运动，人和船原来静止，水的阻力忽略不计，人和船相互作用的运动过程满足动量守恒。 拓展点1　“人船模型”问题 知识方法探究 目录 创新设计 5 2.人船模型的特点 知识方法探究 目录 创新设计 3.人船模型拓展 与人船模型特点相同的模型还有：劈和物块模型、圆环和滑块模型、气球和人模型。 (1)劈和物块模型 模型特点：小物块从静止在光滑水平面上的劈的顶端 无初速度地滑到底端。 规律：ms1＝Ms2，s1＋s2＝b， 知识方法探究 目录 创新设计 知识方法探究 目录 创新设计 【例1】 (2021·宁夏大学附中高二月考)如图所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为h，已知人的质量为m，气球的质量(不含人的质量)为M。若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长度至少为(　　) D 知识方法探究 目录 创新设计 【训练1】 (多选)(2021·黑龙江大庆中学开学考)某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，若不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况是(　 　) A.人匀速行走，船匀速后退，两者速度大小与它们的质量成反比 B.人加速行走，船加速后退，而且加速度大小与它们的质量成反比 C.人走走停停，船退退停停，两者动量总和总是为零 D.当人在船尾停止运动后，船由于惯性还会继续后退一段距离 ABC 知识方法探究 目录 创新设计 知识方法探究 目录 创新设计 【例2】 (2021·内蒙古集宁一中高一期末)A、B两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体A的质量为mA＝4 kg，两物体发生碰撞前后的运动图像如图所示，求： 拓展点2　动量守恒和图像的综合问题 (1)碰前A物体速度vA的大小和方向； (2)B物体的质量mB； (3)碰撞过程中产生的热量Q。 知识方法探究 目录 创新设计 12 解得vA＝2 m/s，方向沿s轴负方向。 (2)取物体B运动的方向为正方向，由动量守恒定律和图像得mBvB－mAvA＝(mA＋mB)vAB，解得mB＝6 kg。 答案　(1)2 m/s，方向沿s轴负方向　(2)6 kg　(3)30 J 知识方法探究 目录 创新设计 【训练2】 如图甲所示，质量为M的薄长木板静止在光滑的水平面上，t＝0时一质量为m的滑块以水平初速度v0从长木板的左端冲上木板并最终从右端滑下。已知滑块和长木板在运动过程中的v－t图像如图乙所示，则木板与滑块的质量之比M∶m为(　　) B A.1∶2 B.2∶1 C.1∶3 D.3∶1 解析　取滑块的初速度方向为正方向，对滑块和木板组成的系统，根据动量守恒定律有mv0＝mv1＋Mv2，由题图乙知v0＝40 m/s，v1＝20 m/s，v2＝10 m/s，代入数据解得M∶m＝2∶1，故B正确。 知识方法探究 目录 创新设计 1.临界状态：从题设情境中看是否有相互作用的两物体“相距最近”“避免相碰”和“物体开始反向运动”等临界状态。 2.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与相对位移关系，即“速度相等”或“位移相等”。如果题干中出现“恰好”“最大”“最近”“不脱离”“最高点”等词语，这些词语通常对临界状态给出了明确的暗示。审题时，一定要抓住这些特定的词语挖掘其内涵，找出临界条件。 拓展点3　动量守恒的临界问题 知识方法探究 目录 创新设计 15 【例3】 如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他乘的冰车质量共为M＝30 kg，乙和他乘的冰车质量之和也是30 kg。游戏时，甲推着一个质量为m＝15 kg的箱子，共同以速度v0＝2.0 m/s滑行。乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度(相对于冰面)将箱子推出，才能避免与乙相撞。 知识方法探究 目录 创新设计 解析　取甲开始运动的方向为正方向，设甲推出箱子后的速度为v1，箱子的速度为v，以甲和箱子为系统，则由动量守恒定律得(m＋M)v0＝Mv1＋mv， 设乙抓住箱子后其速度为v2，取箱子和乙为系统，则由动量守恒定律得mv－Mv0＝(m＋M)v2， 而甲、乙两冰车不相碰的条件是v2≥v1，当v1＝v2时，甲推箱子的速度最小。