章末学科素养提升1 碰撞与动量守恒（课件）-2018年物理同步优化指导（教科版选修3-5）

章末 · 学科素养提升 第一章　碰撞与动量守恒 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 21.psd 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 22.psd 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 一、动量与速度、动能的区别和联系 1．动量与速度 (1)区别：速度用来描述物体运动的快慢和方向；动量在描述物体运动方面更进一步，更能体现运动物体的作用效果． (2)联系：动量和速度都是描述物体运动状态的物理量，都是矢量，动量的方向与速度的方向相同，p＝mv. 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 2．动量与动能 (1)区别：动量是矢量，动能是标量；动能从能量的角度描述物体的状态，动量从运动物体的作用效果方面描述物体的状态． (2)联系：都是描述物体运动状态的物理量，Ek＝eq \f(p2,2m)，p＝eq \r(2mEk). 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则 (　　) A．物体的动能不可能总是不变的 B．物体的动量不可能总是不变的 C．物体的加速度一定变化 D．物体的速度方向一定变化 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 解析：由“合外力不为零”可知，物体不可能做匀速直线运动，其他各种情况皆可能存在．当物体做匀速圆周运动时，动能不变，选项A错误；当合外力恒定时，加速度不变，故选项C错误；当物体做单向直线运动时，速度的方向不变，选项D错误． 答案：B 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 二、理解动量守恒，掌握临界问题分析方法 动量守恒定律是力学中的一个重要规律，在运用动量守恒定律解题时，常常会遇到相互作用的几个物体间的临界问题，求解这类问题要注意临界状态的分析，把握相关的临界条件． 1．涉及弹簧类的临界问题 对于由弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等． 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 2．涉及相互作用最大限度类的临界问题 在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中，由于物体间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量． 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 如图所示，两个小球A和B质量分别是mA＝2.0 kg，mB＝1.6 kg，球A静止在光滑水平面上的M点，球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动，假设两球相距L≤18 m时存在着恒定的斥力F，L＞18 m时无相互作用力．当两球相距最近时，它们间的距离为d＝2 m，此时球B的速度是4 m/s.求： (1)球B的初速度大小； (2)两球之间的斥力大小； (3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间． 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 解析：(1)当两球相距最近时两球速度相同，即vA＝vB＝4 m/s， 由动量守恒定律可得：mBvB0＝mAvA＋mBvB， 代入数据解得vB0＝9 m/s. (2)两球从开始相互作用到它们之间距离最近时，它们之间的相对位移Δs＝L－d， 由功能关系可得：F·Δs＝eq \f(1,2)mBveq \o\al(2,B0)－eq \f(1,2)mAveq \o\al(2,A)－eq \f(1,2)mBveq \o\al(2,B)， 代入数据解得F＝2.25 N. 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 答案：(1)9 m/s　(2)2.25 N　(3)3.56 s (3)设两球从开始相互作用到两球相距最近时所经历的时间为t， 根据动量定理，对A球有：Ft＝mAvA－0， 代入数据解得t＝eq \f(mAvA,F)＝3.56 s. 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 三、对碰撞过程的理解 1．发生碰撞的物体间一般作用力很大，作用时间很短，各物体作用前后各种动量变化显著，物体在作用时间内的位移可忽略． 2．即使碰撞过程中系统所受合力不等于零，由于内力远大于外力，作用时间又很短，所以外力的作用可忽略，认为系统的动量是守恒的． 专 题 整 合 知 识 体 系 物理 选修3-5(配教科版) 3．若碰撞过程中没有其他形式的能转化为机械能，则系统碰后的总机械能不可能大于碰前系统的机械能． 4．对于弹性碰撞，碰撞前后无动能损失；对于非弹性碰撞，碰撞前后有动能损失；对于