16.3 专题 动量守恒定律的应用二 子弹+木块+弹簧 课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版选修3-5

动量守恒定律的应用二 子弹+木块+弹簧+板块模型 动量守恒定律 内容： 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零， 这个系统的总动量保持不变。 表达式： 1.V1、V2……为同一时刻的各个物体的速度。 温馨提示 2.V1’、V2’……为另一个同一时刻的各个物体的速度。 3.各个物体的速度方向不同时，要选取适当的正方向，代入数值时与正方向相同取正，与正方向相反取负，简称同正异负。 4.各个物体的速度必须选择同一个参考系，通常选择地面。 动量守恒定律的理解 守恒条件： 2.外力不为零，但是内力远远大于外力（碰撞、爆炸、反冲等） 3.系统在某方向上外力之和为零，在这个方向上动量守恒。 1.一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零。 适用范围： 宏观微观，观观在手;高速低速，速速擒来！ 研究对象： 系统。两个或以上的相互作用的物体组成的整体，称为系统。 碰撞的种类与特点 弹性碰撞： 非弹性碰撞： 完全非弹性碰撞： 碰撞过程中两个物体发生的形变能部分恢复，碰撞前系统的总动能大于碰撞后系统的总动能。 碰撞过程中两个物体发生的形变完全不能恢复，碰撞前系统的总动能大于碰撞后系统的总动能。碰撞后粘在一起，速度相等。系统总动能损失最大。 碰撞过程中两个物体发生的形变能完全恢复，碰撞前后系统的总动能相等。 碰撞的特点 1.碰撞时间极短，内力远大于外力，满足动量守恒。 2.系统碰撞前的动能大于或等于系统碰撞后的动能。 3.碰撞后同向运动，后面的速度小于或等于前面的速度。 m1v1+m2v2=(m1+m2)v共， v1’=2v共-v1 ， v2’=2v共-v2 弹性碰撞速度推算 板块模型 模型特点 1.木板置于光滑水平面上或系统受合外力为零 ，满足动量守恒。 2.滑块留在木块上为完全非弹碰；滑块滑出木板为非弹碰 。 例1 如图所示，质量为M =2kg的木板静止在光滑水平面上，在木板左端放一质量为m=1kg 的滑块（可以视为质点）。两者间的动摩擦因数为μ=0.1，使滑块以v0=6m/s 的水平速度向右运动，滑块恰好没有掉下来， （取g= 10m/s2）求： （1）请画出它们的运动情境图和v-t图像。 （2）滑块和木板 的最终速度V； （3）木板的长度L为多大？系统产生的热量Q=？ （4）滑块在木板上滑动的过程中向右运动的距离X=？滑块损失的动能ΔEK损=？ （5）滑块在木板上滑动的过程中,木板向右运动的距离d=？木板增加的动能ΔEK增=？ （6） ΔEK损、 ΔEK增和Q之间的关系； ΔEK增与Q的大小关系？ （7）滑块在木板上滑动的时间t=? 跟我走 大显身手 图图在手，想啥都有！ （2）滑块和木板的最终速度V； （3）木板的长度L为多大？系统产生的热量Q=？ （4）滑块在木板上滑动的过程中向右运动的距离X=？滑块损失的动能ΔEK损=？ （5）滑块在木板上滑动的过程中,木板向右运动的距离d=？木板增加的动能ΔEK增=？ （6） ΔEK损、 ΔEK增和Q之间的关系； ΔEK增与Q的大小关系？ （7）滑块在木板上滑动的时间t=? 例2 如图所示，质量为M =2kg的小车放在光滑水平面上，在小车右端放一质量为m=1kg 的物块。两者间的动摩擦因数为μ=0.1，使物块以v1=0.4m/s 的水平速度向左运动，同时使小车以v2=0.8m/s 的初速度水平向右运动， （取g= 10m/s2）求： （1）请画出它们的运动情境图和v-t图像。 （2）物块和小车相对静止时，物块和小车的速度大小和方向； （3）为使物块不从小车上滑下，小车的长度L至少多大？ （4）物块向左运动的最远距离？ （5）直到物块和小车相对静止时，物块在小车上滑动的时间？ M m v1 v2 跟我走 大显身手 M m V V 图图在手 解：（1）对 (m+M)由动量守恒定律： (m+M)V=Mv2-mv1 ① V=0.4m/s （2）对 (m+M)由能量守恒定律： μmgL=1/2×Mv22+ 1/2×mv12 - 1/2×(m+M)V2 ② L=0.48m （4）对 M,由动量定理： （3）物块向左运动的最远距离为S:对 m,由动能定理： -μmgS=0-1/2×mv12 ③ S=0.08m -μmgt=MV-Mv2 ④ t=0.8S 传道 授业 解惑 子弹打击木块模型 模型特点 1.打击时间极短，内力远远大于外力，满足动量守恒。 2.子弹留在木块内为完全非弹碰；打穿为非弹碰 。 例3 如图所示,质量为 m 的子弹以初速度 v0射向静止在光滑水平面上的质量为 M 的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为 d.求： （1）木块对子弹的平均阻力f的大小； （2）该过程中木块前进的距离；