人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量守恒定律 本章整合 (2).ppt

【例2】汽车A在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了4.5m,A车向前滑动了2.0m。已知A和B的质量分别为2.0×103kg和1.5×103kg。两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小g取10m/s2,求:(1)碰撞后的瞬间B车速度的大小;(2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。答案(1)3m/s(2)4.25m/s解析(1)设B车质量为mB,碰后加速度大小为aB,根据牛顿第二定律有μmBg=mBaB设碰撞后瞬间B车速度的大小为vB,碰撞后滑行的距离为sB。由运动学公式有vB2=2aBsB联立并代入数据解得vB=3m/s。(2)设A车的质量为mA,碰后加速度大小为aA,根据牛顿第二定律有μmAg=mAaA设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA,碰撞后滑行的距离为sA。由运动学公式有vA2=2aAsA设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA,两车在碰撞过程中动量守恒,有mAvA=mAvA+mBvB联立并代入数据解得vA=4.25m/s。【例3】(2022全国乙卷)如图甲所示,一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上;物块B向A运动,t=0时与弹簧接触,到t=2t0时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的v-t图像如图乙所示。已知从t=0到t=t0时间内,物块A运动的距离为0.36v0t0。A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为θ(sinθ=0.6),与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求:甲乙(1)第一次碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;(2)第一次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值;(3)物块A与斜面间的动摩擦因数。(2)设0~t0时间内某一时刻物块A的速度为vA,物块B的速度为vB,从此刻到共速过程中,由动量守恒定律得mAvA+mBvB=(mA+mB)v0由微元法可知,在极短的一段时间Δt内,有mAvAΔt+mBvBΔt=(mA+mB)v0Δt故在0~t0时间内有mAxA+mBxB=(mA+mB)v0t0其中xA、xB分别表示A、B在这段时间内移动的距离已知xA=0.36v0t0,解得xB=1.128v0t0故第一次碰撞过程中,弹簧的最大压缩量Δx=xB-xA=0.768v0t0。(3)由题图乙知,第一次碰撞结束时,A的速度为2v0,B的速度为0.8v0,因第二次碰撞结束后A达到的最高点与第一次相同,故第二次碰撞结束时A的速度也为2v0。设A上升的最高点高度为h,第二次碰撞前A的速度大小为vAA上滑过程中,由动能定理得A下滑过程中,由动能定理得由题意知,第二次碰撞为弹性碰撞,设碰后B的速度大小为vB由动量守恒定律得mB·0.8v0-mAvA=mBvB+mA·2v0③由能量守恒定律得联立①②③④得μ=0.45。核心知识·整合构建专项提升·综合突破目录索引核心知识·整合构建本章知识包括两个基本概念:动量和冲量;两个基本规律:动量定理和动量守恒定律;三个应用:碰撞、爆炸和反冲。mv速度vp-pm·ΔvΔv合力的冲量Ft恒力F动量的变化量冲量动量的变化量F(t-t)=mv-mv系统不受外力矢量和p总动量相同0总动量不变Δp2相反外力矢量和为零外力守恒合力为零守恒减少(或有损失)增加专项提升·综合突破突破一动量定理与动能定理的综合应用动量定理与动能定理的区别定理动量定理动能定理公式F合t=mv-mv标矢性矢量式标量式因果关系因合外力的冲量合外力做的功(总功)果动量的变化动能的变化基本思路点拨(1)对一个物体或两个以上物体组成的系统,当问题中涉及碰撞、冲击、变力(随时间变化)、力的作用时间时,优先考虑动量定理。根据动量定理列方程时,应规定正方向。(2)对一个物体,当问题中涉及功、动能、变力(随位移变化)、力作用位移或路程时,优先考虑动能定理。获取有效信息【例1】(多选)(2022全国乙卷)质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取10m/s2。则()A.4s时物块的动能为零B.6s时物块回到初始位置C.3s时物块的动量为12kg·m/sD.0~6s时间内F对物块所做的功为40