高中物理第一章碰撞与动量守恒教案1沪科版选修35Word文档下载推荐.docx

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若，则有，．

2．反冲

（1）指在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象．

（2）在反冲现象中系统的动量是守恒的．

①质量为的物体以对地速度抛出其本身的一部分，若该部分质量为，则剩余部分对地反冲速度为：

．

②反冲运动中的已知条件常常是物体的相对速度，在应用动量守恒定律时，应将相对速度转换为绝对速度（一般为对地速度）．

（3）反冲现象中往往伴随有能量的变化.

3．爆炸

（1）爆炸过程中，内力远远大于外力，动量守恒.

（2）在爆炸过程中，有其它形式的能转化为机械能.

4.人船模型

（1）移动距离问题分析

①若一个原来静止的系统的一部分发生运动，则根据动量守恒定律可知，另一部分将向相反方向运动.

，则

经过时间的积累，运动的两部分经过了一段距离，同样的，有.

②当符合动量守恒定律的条件，而仅涉及位移而不涉及速度时，通常可用平均动量求解．解此类题通常要画出反映位移关系的草图．

（2）人船模型中，人的位移与船的位移分别为

，，其中是人和船的相对位移.

类型一：

碰撞后的动量

例1．A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量为5kg·

m/s，B球的动量是7kg·

m/s，当A球追上B球发生碰撞，　则碰撞后A、B两球动量的可能值为：

（）　　

A.pA′＝6kg·

m/spB′＝6kg·

m/s

B.pA′＝3kg·

m/spB′＝9kg·

m/s

C．pA′＝－2kg·

m/spB′＝14kg·

m/s　

D．pA′＝－5kg·

m/spB′＝17kg·

m

解析：

由于Ａ追上Ｂ发生碰撞，所以可知vA＞vB且碰后　vB′＞vBvB′≥vＡ，即pB′＞pB，故可排除选项Ａ。

从动量守恒来看，ＢＣＤ选项都满足pA＋pB＝pA′＋pＢ′，再从总动能不可能增加来看，因为vB′＞vB即　所以，即vA′２<

vA２，－vA<

vA′<

vA，从而有－pA<

pA′<

pA，即－5kg·

m/s<

5kg·

m/s，因此排除Ｄ选项。

综合分析本题正确答案为Ｂ，Ｃ。

答案：

BC

类型二:

碰撞后的速度问题

例2．两球A、B在光滑的水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1Kg,mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s,当球A追上球B并发生碰撞后A、B两球的速度的可能值是（取两球碰撞前的运动方向为正）：

（）

A．vA′＝5m/svB′＝2.5m/sB.vA′＝2m/svB′＝4m/s

C．vA′＝－4m/svB′＝7m/sD.vA′＝7m/svB′＝1.5m/s

从题意分析，球A追上球B发生碰撞，结合实际情况，B球速度一定沿正方向且增加，并且碰后A球速度应小于或等于B球速度，即vA′≤vB′。

A、D选项中在后运动的球A速度都比在前运动的球B的速度大，故A、D选项不正确。

B、C选项既与实际情况相符合，又都满足动量守恒，好像都符合题意，但从总动能不可能增加来看，碰前总动能EK＝B选项中碰后总动能EK‘＝，故B选项正确。

C选项碰后的总动能为57J大于22J，故C选项错误。

综合分析本题只有B选项正确。

B

类型三：

碰撞后动量的变化

例3：

在光滑水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，已知碰撞前两球的动量分别为pA＝12kg·

m/s，pB＝13kg·

m/s，碰撞后它们动量的变化是ΔPA与ΔPB，有可能的是：

A.ΔPA＝－3kg·

m/sΔPB＝3kg·

B．ΔPA＝4kg·

m/sΔPB＝－4kg·

C．ΔPA＝－5kg·

m/sΔPB＝5kg·

D．ΔPA＝－24kg·

m/sΔPB＝24kg·

初一看四个选项，都满足动量守恒，ΔPＡ＝－ΔPＢ，由于Ａ、Ｂ两球同向运动，Ａ与Ｂ发生碰撞必有vA＞vB且　vB′＞vB，所以有ΔPB＞０，因而ΔPA<

０，故可排除选项Ｂ。

又由动能关系，因为vB′＞vB即　所以，即vA′２<

vA，从而得出

－２vA<

vA′－vA<

０，即－２ｍvA<

ｍΔvA<

０，－２pA<

ΔｐA<

０，由此可排除Ｄ选项，综合分析本题正确答案为Ａ，Ｃ。

AC

类型四：

求碰撞两球的质量比

例4．甲乙两球在水平光滑轨道上同方向运动，已知它们的动量分别为P甲＝5kg·

，P乙＝7kg·

m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰撞后乙球动量变为10kg·

m/s，则两球质量m甲与m乙的可能关系是：

（　）

A.ｍ乙＝ｍ甲　　　　B.ｍ乙＝２ｍ甲

C.ｍ乙＝４ｍ　　　　D.ｍ乙＝６ｍ甲

从题意看，甲球从后面追上乙，说明Ｖ甲＞Ｖ乙，即，所以，排除Ａ选项。

碰撞动量守恒Ｐ甲＋Ｐ乙＝Ｐ甲′＋Ｐ乙′，代入数值得Ｐ甲′＝２kg·

m/s，碰后从实际情况分析，Ｖ甲′≤Ｖ乙′，即，所以，因此可排除Ｄ选项。

再从能量角度分析有：

，即　，因此可排除Ｂ选项。

综合分析本题只有Ｃ答案正确。

C

基础演练

1.假设一个小型宇宙飞船沿人造地球卫星的轨道在高空中绕地球做匀速圆周运动，如果飞船沿其速度相反的方向抛出一个质量不可忽略的物体A，则下列说法正确的是（）

A.A与飞船都可能沿原轨道运动

B.A与飞船都不可能沿原轨道运动

C.A运动的轨道半径可能减小，而飞船的运行半径一定增加

D.A可能沿地球半径方向竖直下落，而飞船运行的轨道半径将增大

答案:

CD

2.有一炮艇总质量为M，以速v1匀速行驶，从艇上沿前进方向水平射出一颗质量为m的炮弹，已知炮弹相对炮艇的速度为v′，不计水的阻力，若发射炮弹后炮艇的速度为v2，则它们的关系为

（）

A.（M+m）v2+m（v′-v1）=Mv1B.（M-m）v2+m（v1+v′）=Mv1

C.（M-m）v2+mv′=Mv1D（M-m）v2+m（v2+v′）=Mv1

3.一人静止于光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是（）

A.向后踢腿B.手臂向后甩

C.在冰面上滚动D.脱下外衣水平抛出

D

4.在本实验中，入射小球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，这是为了使（）

A.小球每次都能水平飞出槽口

B.小球每次都以相同的速度飞出槽口

C.小球在空中飞行的时间不变

D.小球每次都能对心碰撞

5.在本实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽的末端的切线保持水平，检验的办法是观察放在末端的小球是否处于随遇平衡状态，这样做的目的是为了使（）

A.入射球得到较大的速度

B.入射小球和被碰小球对心碰撞后速度均为水平方向

C.入射小球和被碰小球碰撞时动能无损失

D.入射小球和被碰小球碰撞后均能从同一高度飞出

6．图5—2为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行．每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动．开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平动．要使探测器改为向正x偏负y60°

的方向以原来的速率v0平动，则可（）

A．先开动P1适当时间，再开动P4适当时间

B．先开动P3适当时间，再开动P2适当时间

C．开动P4适当时间

D．先开动P3适当时间，再开动P4适当时间

A

7．质量相同的两物体P和Q放在粗糙水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数分别为μP和μQ，两物体之间压着一轻质弹簧并用线捆住．若把线剪断，则弹簧推动P、Q同时沿相反方向运动，则（）

①μP＝μQ时系统动量守恒，μP≠μQ时动量不守恒

②μP＝μQ或μP≠μQ时系统动量都守恒

③μP＝μQ或μP≠μQ时系统动量都不守恒

④假若μP＝μQ＝0，P、Q质量不等，系统动量也守恒

以上判断正确的是

A．①④B．只有②C．只有③D．只有①

A

8．质量为M的木块，放在光滑水平桌面上处于静止状态，今有一质量为m速度为v0的子弹沿水平方向击中木块并停留在其中与木块共同运动，同子弹击中木块过程中，木块受到的冲量大小为（）

①mv0②mv0－

③④mv0－

以上结果正确的是

A．只有①B．只有③

C．③④D．只有④

9．质量不等的两个物体静止在光滑的水平面上，两物体在外力作用下，获得相同的动能，下面说法中正确的是（）

A．质量小的物体动量变化大

B．质量大的物体受的冲量大

C．质量大的物体末动量小

D．质量大的物体动量变化率一定大

10．如图所示，质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞蓬小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg，设小球在落到车底前瞬间速度是25m/s，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（）

A．5m/sB．4m/s

C．8.5m/sD．9.5m/s

A

巩固提高

1.质量为m的小球A，在光滑水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰后，A球的速率变为原来的，则B球碰后的速率可能是（）

A.B.C.D.

AB

2.如图所示，两个小球在光滑水平面上，沿同一直线运动，已知m1=2kg，m2=4kg，m1以2m/s的速度向右运动，m2以8m/s的速度向左运动，两球相碰后，m1以10m/s的速度向左运动，由此可知（）

A.相碰后m2的速度大小为2m/s，方向向右

B.相碰后m2的速度大小为2m/s，方向向左

C.在相碰过程中，m2的动量改变大小是24kg·

m/s，方向向右

D.在相碰过程中，m1的冲量大小为24N·

s，方向向左

BCD

3.质量分别为m1、m2的两个物体置于水平粗糙的地面上，它们与地面间的动摩擦网数分别为μ1和

μ2，且μ1:

μ2=m1:

m2，m1与m2间有一压缩弹簧，当烧断细线后，m1、m2向相反方向弹出，如图所示，则下列结论正确的是（）

A.弹出后m1与m2的速率之比为m2:

m1

B.弹出后m1与m2在水平面上运动的时间相同

C.弹出后m1与m2在水平面上运动的路程相同

D.以上结论均不正确

4.向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好沿水平方向时，物体被炸裂成.a、b两块，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则（）

A.v的速度方向一定与原速度方向相反

B.从炸裂到落地的这段时间里，a飞行的水平距离一定比b大

C.a、b一定同时到达水平地面

D.在炸裂过程中，a、b受到爆炸力的冲量大小相等

5.一只爆竹竖直升空后，在高为h处达到最高点.发生爆炸，分为质量不同的两块，两块质量之比为2:

1，其中小的一块获得水平速度v1,则两块爆竹落地后相距（）

6.关于在地面铺纸，下列说法中，正确的有（）

A.铺纸前应查看地面是否平整，有无杂物

B.白纸铺在地面后，在整个实验过程中不能移动

C.复写纸不需要固定在白纸上，测定P点位置时的复写纸，到测定M点位置时，可移到M点使用

D.在地面上铺纸时，复写纸放在下面，白纸放在上面

ABC

7.在本实验中，下列关于小球落点说法，正确的是（）

A.如果小球每次都从同一点无初速释放，重复几次的落点一定是重合的

B.由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，但落点应当比较集中

C.测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、P3…P10，则OP应取OP1、OP2、OP3...OP10的平均值，即

D.用半径尽量小的圆把P1、P2、P3…P10圈住，这个圆的圆心是入射小球落地点的平均位置P

BD

8.如图所示，M、N和P为验证动量守恒定律实验中小球的落点，如果碰撞中动量守恒.入射球、被碰球的质量分别为m1、m2，则有（）

A.m1（OP-OM）=m2ONB.m1（OP-OM）=m2O′N

C.m1（OP+OM）=m2O′ND.m1OP=m2（O′N+OM）

9.在验证碰撞中的动量守恒定律时，实验装置的示意图如图所示，一位同学设计的主要实验步骤如下:

A.在桌边固定斜槽轨道，调整轨道末端成水平，并调整支柱高度，使两球碰撞时，两球心在同一高度;

调整支柱的方向，使两球碰撞后运动方向与一个球运动的方向在同一直线上.

B.用天平称出两球质量ma和mb.

C.把白纸铺在地面上，在白纸上记下重锤所指位置O，在白纸上铺好复写纸.

D.任取一球a，让其多次从斜槽轨道上同一高度处滚下，在纸上找出平均落点，记为P.

E.将另一球b放在支柱上，在让a球多次从斜槽上同一位置滚下，找出两球正碰后在纸上的平均落点，记为M和N.

F.用米尺量出平均落点P、M、N到O点的距离OP、OM、ON

G.计算a、b两球碰前总动量p1=ma×

OP，碰后总动量p2=ma×

OM+mb×

ON.比较p1和p2是否相等，得出实验结论.

这个学生的实验步骤中的错误和遗漏之处是:

（1）____________________________________

（2）____________________________________

（3）____________________________________

（4）____________________________________

（5）____________________________________

（1）漏测小球直径

（2）步骤A中未调整支柱到槽末端距离等于小球的直径

（3）步骤D中应取质量大的球作为入射球

（4）步骤E中应使入射球从斜槽上的同一位置由静止滚下

（5）步骤G中计算公式应为P2=mA×

OM+mB×

（ON-2r）

10.某同学设计了一个用打点计时器研究动量守恒定律的实验:

在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏合成一体，继续做匀速运动他设计的具体装置如图（a）所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力.

（1）若已测得打点纸带如图（b）所示，并测得各计数点间距（已标在图示上）.A为运动的起点，则应选______段来计算A碰前速度，应选______段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填"

AB”、“BC"

、“CD”、“DE”）.

（2）

（2）已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得:

碰前总动量p0=______kg·

m/s;

碰后总动量p=______kg·

（1）从分析纸带上打点情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况，应选用BC段计算A的碰前速度，从CD段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段内小车运动稳定，故应选用DE段计算碰后A和B的共同速度.

（2）

1.下列属于反冲运动的（）

A.喷气式飞机的运动B.直升飞机的运动

C.火箭的运动D.反击式水轮机的运动

ACD

2.一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为（）

A.-vB.C.D.

3.一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，牵引力阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是（）

A.动量不变，速度增大B.动量变小，速度不变

C.动量增大，速度增大D.动量增大，速度减小

4.两个物体质量分别为mA、mB，mA>

mB，速度分别为vA、vB，当它们以大小相等的动量做方向相反的相互碰撞后，下列哪种情况是可能的（）

A.两物体都沿vA方向运动

B.两物体都沿vB方向运动

C.一个物体静止,而另一个物体向某方向运动

D.两物体各自被弹回

5.放在光滑水平面上质量不等的两物体，质量分别为M1和M2，用细线连接这两物体，且夹紧一根轻质弹簧，然后将细线烧断，则对两物体运动的叙述，正确的有（）

A.两物体离开弹簧时速率有v1:

v2xbj=M1:

M2

B.两物体离开弹簧时动量大小有p1:

p2=M1:

C.两物体离开弹簧前受力大小有F1:

F2=M1:

D.在任意时刻两物体动量大小相等

6.一质量为1.0kg的小球静止在光滑水平面上，另一质量为0.5kg的小球以2m/s的速度和静止的小球发生碰撞，碰后以0.2mAs的速度被反弹，仍在原来的直线上运动，碰后两球的总动量是______kg·

m/s，原来静止的小球获得的速度大小为______m/s.

1;

4

7.质量为1kg的小球从离地面5m高处自由落下，碰地后反弹的高度为0.8m，碰地的时间为0.05s.设竖直向上速度为正方向，则碰撞过程中，小球动量的增量为______kg·

m/s，小球对地的平均作用力为______，方向______

14;

290;

竖直向上

8.质量为1kg的钢球静止在光滑水平面上，一颗质量为50g的子弹以1000m/s的速率水平碰撞到钢球上后，又以800m/s的速率反向弹回，则碰后钢球的速度大小等于多少?

9．某同学设计了一个研究平抛运动的实验，其装置如图所示。

A是一块水平放置的平板，其上有一组平行插槽（如图中P0P0'

、P1P1'

、P2P2'

、…），槽间距离均为d。

将P0P0'

置于斜槽末端的正下方，把贴有复写纸和白纸的平板B垂直插入P1P1'

槽内，使小球从斜槽某一位置O无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出，沿垂直P1P1'

方向撞倒B板的白纸上并留下痕迹点1。

之后将B板依次插入P2P2'

、P3P3'

插槽内，并分别向纸面内侧平移距离d和2d，让小球仍然从位置O无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出，沿垂直P1P1'

方向撞倒B板的白纸上并依次留下痕迹点2和3。

忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是

A．在B板白纸上留下的痕迹点1、2、3排成一条竖直的直线

B．在B板白纸上留下的痕迹点1、2之间和2、3之间的竖直距离相等

C．小球做平抛运动的过程中，每经过相等时间，其动能改变量的大小相等

D．小球做平抛运动的过程中，每经过相等时间，其动量改变量的大小相等

10．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。

例如人原地起跳时，总是身体弯曲，略下蹲，再猛然蹬地，身体打开，同时获得向上的初速度，双脚离开地面。

从开始蹬地到双脚离开地面的整个过程中，下列分析正确的是

A．地面对人的支持力始终等于重力

B．地面对人的支持力的冲量大于重力的冲量

C．人原地起跳过程中获得的动能来自于地面

D．人与地球所组成的系统的机械能是守恒的

_________________________________________________________________________________

1.杯掉在棉花上时（）

A.受到冲量小B.受到作用力小

C.动量改变量小D.动量变化率小

2.一个运动的物体，受到恒定摩擦力而减速至静止，若其位移为s，速度为v，加速度为a，动量为p，则在下列图象中能正确描述这一运动过程的图象是（）

3.物体在恒力F作用下做直线运动，在时间△t1内速度由0增至v，在时间△t2内速度由2v增至3v，设F在时间△t1内冲量为I1，在时间△t2内冲量为I2，则有（）

A.I1=I2B.I1<

I2C.△t1=△t2D.△t1<

△t2

4.小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示．已知车、人、枪和靶的总质量为（不含子弹），每颗子弹质量为，共发，打靶时，枪口到靶的距离为．若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发．则以下说法正确的是（　　）

A．待打完发子弹后，小车将以一定速度向右匀速运动

B．待打完发子弹后，小车应停在射击之前位置的右方

C．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同，大小均为

D．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移不相同，应越来越大

5.如图所示，、两物体质量之比，原来静止在平板小车上，、间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（）

A．若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同，、组成的系统的动量守恒

B．若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同，、、组成的系统的动量守恒

C．若、所受的摩擦力大小相等，、组成的系统的动量守恒

D．若、所受的摩擦力大小相等，、、组成的系统的动量守恒

6．冰球运动员甲的质量为80.0kg.当他以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg、速度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相撞．碰后甲恰好静止．假设碰撞时间极短，求：

（1）碰后乙的速度的大小；

（2）碰撞中总机械能的损失．

（1）1.