第一章 动量与动量守恒定律 专题一 动量的综合问题-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案课件PPT（教科版2019）

专题一　动量的综合问题 1 课堂探究评价 2 探究1　临界问题 分析临界问题的关键是寻找临界状态，在动量守恒定律的应用中，常常出现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，其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，这些特定关系的判断是求解这类问题的关键。 课堂探究评价 课后课时作业 例1　如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆 冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车总质量 为M＝30 kg，乙和他的冰车总质量也是30 kg。 游戏时，甲推着一个质量为m＝15 kg的箱子和他一起以v0＝2 m/s的速度滑行，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，乙迅速抓住。(不计冰面摩擦) (1)若甲将箱子以速度v推出，甲的速度变为多少？(用字母表示) (2)设乙抓住迎面滑来的速度为v的箱子后反向运动，乙抓住箱子后的速度变为多少？(用字母表示) (3)若甲、乙最后不相撞，则箱子被推出的速度至少多大？ 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 答案 课堂探究评价 课后课时作业 模型点拨 解决动量临界问题的几个要点 (1)应联想其中一个物体速度很小或速度很大时的状况。 (2)通常临界状态发生在二者速度相同的时刻。 (3)有时两个物体间发生相互作用时，动量守恒，动能损失最大时的情况和无动能损失的情况与完全非弹性碰撞和弹性碰撞相类似。 课堂探究评价 课后课时作业 [变式训练1]　如图所示，甲车质量m1＝20 kg， 车上有质量M＝50 kg的人，甲车(连同车上的人) 从足够长的斜坡上高h＝0.45 m处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m2＝50 kg的乙车正以v0＝1.8 m/s的速度迎面滑来。为了避免两车相撞，当两车相距适当的距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应在什么范围内？(不计地面和斜面的摩擦，取g＝10 m/s2) 答案 课堂探究评价 课后课时作业 解析 课堂探究评价 课后课时作业 探究2　碰撞的拓展模型 1．“弹簧类”模型 模型图示 模型特点 (1)两个或两个以上的物体与弹簧相互作用的过程中，若系统所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒； (2)在能量方面，由于弹簧形变会使弹性势能发生变化，系统的总动能将发生变化；若系统中只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒； (3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等，弹性势能最大，系统动能通常最小(完全非弹性碰撞拓展模型)； (4)弹簧恢复原长时，弹性势能为零，系统动能最大(弹性碰撞拓展模型) 课堂探究评价 课后课时作业 2.“子弹打木块”“滑块—木板”模型 课堂探究评价 课后课时作业 3.“光滑圆弧轨道＋滑块(小球)”模型 课堂探究评价 课后课时作业 4.“悬绳”模型 “悬绳”模型(如图所示)与“光滑圆弧轨道＋滑块(小球)”模型特点类似，即系统机械能守恒，水平方向动量守恒，解题时需关注物体运动的最高点和最低点。 课堂探究评价 课后课时作业 例2　如图所示，质量为2 kg的木板A和质量为1 kg的物块C静止放置在光滑水平面上，质量为6 kg的物块B以6 m/s的初速度从木板左端滑上A，B、C的大小相对于A均可忽略，B与A之间的动摩擦因数μ＝0.4，A的速度为3 m/s时与C发生完全非弹性碰撞，且碰撞后A、C不再分离。求：(g取10 m/s2) (1)A、C碰撞之前，B运动的时间； (2)A、C碰撞后的瞬间，A、B、C的速度大小； (3)确保B不从A上滑下来，A的最短长度。 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 答案 课堂探究评价 课后课时作业 模型点拨 处理碰撞类模型的方法技巧 (1)“弹簧类”模型的解题思路 ①系统的动量守恒。 ②系统的机械能守恒。 ③应用临界条件：两物体共速时，弹簧的弹性势能最大。 课堂探究评价 课后课时作业 (2)“滑块—木板”模型的解题思路 ①系统的动量守恒。 ②在涉及滑块或木板的运动时间时，优先考虑用动量定理。 ③在涉及滑块或木板的位移时，优先考虑用动能定理。 ④在涉及滑块与木板的相对位移时，优先考虑用系统的能量守恒。(摩擦力与两者相对运动轨迹长度的乘积等于系统机械能的减少量，即摩擦产生的热量。) ⑤滑块与木板不相对滑动时，两者达到共同速度。 课堂探究评价 课后课时作业 [变式训练2]　两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动，则在以后的运动中： (1)当弹簧的弹性势能最大时，