1.3 动量守恒定律 滑块木板问题 课件-2026-2027学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦动量守恒定律在滑块木板问题中的应用，从子弹打木块基础模型切入，逐步过渡到多物体碰撞、弹簧系统等复杂情境，通过“如何求共速”“如何求深度”等问题链搭建学习支架，帮助学生建立从单一物体运动到系统动量守恒的认知脉络。 其亮点在于注重模型建构与科学推理，通过对比滑块木板与子弹打木块模型的区别联系，结合动量守恒、动能定理等多方法联立解题（如题目9中碰撞前后动量与能量守恒的综合应用），培养学生物理观念和科学思维。学生能掌握解题方法，教师可利用分层题目提升教学效率。

动量守恒定律的应用 ——滑块木板问题 1、如图所示，质量为m的子弹，以水平初速度v0射入静止在光滑水平面上质量为M的长木块内，并嵌入其中。若木块对子弹的平均阻力为 f，求子弹射入木块的深度d。 如何求v共？ 牛顿第二定律&运动学公式 动量定理 动量守恒定律 对子弹和木块构成的系统： (5) 如何求深度d？ 动能定理 能量守恒定律 对子弹和木块构成的系统： (8) 对子弹： (1) 对木块： (2) 对子弹： (3) 对木块： (4) 对子弹： (6) 对木块： (7) 2、光滑的水平面上放着一块质量为M、长度为L的木块，一颗质量为m的子弹(可视为质点)以水平速度v0射入木块，当子弹从木块中穿出后速度变为v1，求：子弹与木块之间的平均摩擦力f。 牛顿第二定律 F合= ma 动量定理 F合t = mv2-mv1 动能定理 动量守恒定律 △P = 0 机械能守恒定律 △E机 = 0 能量守恒定律 △E能 = 0 4 1、一质量为3kg的木板置于光滑水平面上，另一质量为1kg的物块放在木板上．已知物块和木板间有摩擦，而木板足够长，若两者都以大小为4 m/s的初速度向相反方向运动(如图所示)，则当木板的速度为2.4m/s时，物块正在(　　) A．水平向左做匀减速运动 B．水平向右做匀加速运动 C．水平方向做匀速运动 D．处于静止状态 B 2、如图所示，质量为M、长为L的长木板放在光滑水平面上，一个质量也为M的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上木板，如果长木板是固定的，物块恰好停在木板的右端，如果长木板不固定，则物块冲上木板后在木板上相对木板最多能滑行的距离为(　　) A．L　 B. 3L/4    C.L/4　 D.L/2 D 3、如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为 ；滑块相对盒运动的路程 。 4、矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图所示，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，如图甲所示；若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图乙所示，上述两种情况相比较，正确的说法是（ ）   A.两次子弹对滑块做功一样多 B.子弹嵌入下层滑块受的冲量大 C.子弹嵌入下层对滑块做功较多 D.子弹嵌入上层时，系统产生的热量较多 A 5、如图，质量为m的小物体静放在质量为M的小车的平板左端，车与地面间摩擦不计，一次给物体一个向右的速度v，另一次给小车一个向左的速度v，若小车质量M大于物体质量m，则两次最后物体和小车间达到相对静止时（ ） （A）速度的大小相等 （B）小车走过的距离相等 （C）物体相对小车滑行的距离相等 (D）所需时间相等 CD 6、如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端。三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。 联立①②③式，代入数据得：vA=2m/s ④ 解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞的过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度为vA，C的速度为vc，以向右为正方向，由动量守恒定律得： mAv0=mAvA+mcvc ① A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得： mAvA+mBv0=(mA+mB)vAB ② A与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足vAB=vC ③ 7、如图所示，水平光滑地面上并排放置着质量分别为m1=1kg、m2=2kg的木板，一质量为M=2kg、大小可忽略的滑块以初速度v0=10m/s从两木板左侧滑上第一块木板，当滑块滑离第一块木板时，滑块的速度大小为v1=7m/s，滑块最终与第二块木板相对静止，则下列说法正确的是（　） A．第一块木板最终的速度大小为2m/s B．第一块木板最终的速度大小为1m/s C．滑块最终的速度大小为4.5m/s D．第二块木板最终的速度大小为3m/s 设滑块刚滑到第二块木板上时，两块木板的速度均为v2，由动量守恒定律得: 解得v2=2m/s 以滑块与第二块木板为研究对象，设第二块木板的最终速度为v3，由动量守恒定律得: 解得v3=4.5m/s AC 8、图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ。使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短。求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长，重物始终在木板上。重力加速度为g。 木板与墙壁第n次碰撞前的速度？ 木板与墙壁发生第n（n2）次碰撞前，重物没有滑离木板，木板的长度L至少为多长？ （1）物块C、D碰撞过程中满足动量守恒，以向右方向为正方向. 解得：新物块的速度方向向右。 9、如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1kg和2kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1kg，A和C以相同速度v0=10m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ=0.1。重力加速度大小取g=10m/s2。 （1）若0<k<0.5，求碰撞后瞬间新物块和新滑板各自速度的大小和方向； （2）若k=0.5，从碰撞后到新滑块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小。 滑板A、B碰撞过程中满足动量守恒： 解得： 则新滑板速度方向也向右。 （2）若，可知碰后瞬间物块C、D形成的新物块的速度为 碰后瞬间滑板A、B形成的新滑板的速度为 可知碰后新物块相对于新滑板向右运动，新物块向右做匀减速运动，新滑板向右做匀加速运动，设新物块的质量为，新滑板的质量为，相对静止时的共同速度为，根据动量守恒可得： 解得 根据能量守恒可得： 解得 10、如图，L形滑板A静置在粗糙水平面上，滑板右端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧左端与一小物块B相连，弹簧处于原长状态。一小物块C以初速度v0从滑板最左端滑入，滑行s0后与B发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），然后一起向右运动；一段时间后，滑板A也开始运动．已知A、B、C的质量均为m，滑板与小物块、滑板与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g；最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内。求： （1）C在碰撞前瞬间的速度大小； （2）C与B碰撞过程中损失的机械能； （3）从C与B相碰后到A开始运动的过程中，C和B克服摩擦力所做的功。 思考：滑块—木板模型，与子弹打木块模型有什么区别和联系？ 区别： 子弹打木块模型系统动量一定守恒； 滑块—木板模型在光滑水平面上系统动量守恒 联系： （1）两个模型中都因为有摩擦力，会产生内能，系统的 机械能都是不守恒的。 （2）临界条件相似： ①子弹不穿出木块的临界是：二者具有共同速度，且子弹刚到达木块边缘； ②滑块不滑离木板的临界是：二者具有共同速度，且滑块刚到达木板边缘； （3）处理问题的方法：均可从三个角度分析。 $