高中物理 1.4 美妙的守恒定律精品 滬科選修35

1．4美妙的守恒定律.

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練1．4

課標(biāo)定位.學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解什么是彈性碰撞和非彈性碰撞，并能進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算．2．了解什么是完全非彈性碰撞，知道發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)機(jī)械能損失最大．重點(diǎn)難點(diǎn)：彈性碰撞和非彈性碰撞的區(qū)別與應(yīng)用．課標(biāo)定位.課前自主學(xué)案一、研究碰撞中的動(dòng)能1．動(dòng)量和動(dòng)能在常見的碰撞中一般來說動(dòng)量是守恒的，_____不一定是守恒的．動(dòng)能.2．彈性碰撞和非彈性碰撞(1)彈性碰撞：碰撞過程中動(dòng)量和______都守恒，即碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)的_____守恒．(2)非彈性碰撞：碰撞過程中動(dòng)量守恒，____不守恒，碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)能________碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)能．(3)完全非彈性碰撞：碰撞后兩物體_______________，具有相同的速度，這種碰撞系統(tǒng)動(dòng)能損失_______．動(dòng)能動(dòng)能動(dòng)能小于“合”為一體最大.3．正碰和斜碰按物體碰撞前后運(yùn)動(dòng)方向是否沿同一直線，可將碰撞分為正碰和斜碰．(1)正碰：兩小球碰撞時(shí)的相對(duì)速度沿著連心線方向，稱為正碰．(2)斜碰：兩小球碰撞前的相對(duì)速度不在連心線上，稱為斜碰．.思考感悟1．“臺(tái)球天才”丁俊暉以他高超的技藝為世界斯諾克運(yùn)動(dòng)帶來了一個(gè)新鮮的中國元素，如果白色球與紅色球質(zhì)量相等，丁俊暉擊出白色球速度為v0與靜止的紅色球碰后，能出現(xiàn)兩球速度大小都是v.方向不同的精彩情景嗎？提示：不能．因碰后的總動(dòng)能大于碰前的總動(dòng)能．.二、研究彈性碰撞1．壓縮過程球A碰球B，接觸后均被壓縮而發(fā)生形變，由此產(chǎn)生彈力，使球A減速，球B加速，直到兩球的速度相等，壓縮過程結(jié)束．該過程中_______逐漸減少，__________逐漸增加．當(dāng)速度相等時(shí)，____________達(dá)到最大，而________減至最?。畡?dòng)能彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能動(dòng)能.2．恢復(fù)過程由于彈力的作用，球A繼續(xù)減速，球B繼續(xù)加速，使球B的速度大于球A的速度，兩球的形變逐漸減小，當(dāng)兩球即將分離的瞬間，形變完全消失．這一過程稱為恢復(fù)過程，該過程中__________逐漸減小，_______逐漸增加，當(dāng)形變完全消失時(shí)，系統(tǒng)的___________為零，而______重新達(dá)到最大．彈性勢(shì)能動(dòng)能彈性勢(shì)能動(dòng)能.m1v1′＋m2v2′.相同.(2)若m1<m2，v1′為負(fù)值，表示v1′與v1方向_______，m1被彈回．(若m1?m2，v1′＝－v1，v2′＝0，表示m1被反向以原速率彈回，而m2仍靜止)(3)若m1＝m2，則有v1′＝0，v2′＝v1，碰撞前后兩球_______互換．相反速度.思考感悟2．質(zhì)量相等的兩個(gè)物體發(fā)生碰撞，一定交換速度嗎？提示：質(zhì)量相等的兩個(gè)物體只有發(fā)生一維的彈性碰撞時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，總動(dòng)能守恒，才會(huì)交換速度，否則不會(huì)交換速度．.三、自然之美——物理學(xué)中的守恒定律在物理學(xué)中我們學(xué)過的守恒定律有：機(jī)械能守恒定律、________守恒定律、______守恒定律、______守恒定律、能量守恒定律等．物理學(xué)的每一個(gè)守恒定律中都有一個(gè)守恒量，這反映了各種運(yùn)動(dòng)形式間的聯(lián)系和統(tǒng)一，表現(xiàn)了物理學(xué)的和諧統(tǒng)一美．動(dòng)量電荷質(zhì)量.核心要點(diǎn)突破一、對(duì)碰撞問題的深入理解1．碰撞過程的特點(diǎn)(1)發(fā)生碰撞的物體間一般作用力很大，作用的時(shí)間很短，各物體作用前后各自動(dòng)量變化顯著，物體在作用時(shí)間內(nèi)的位移可忽略．(2)即使碰撞過程中系統(tǒng)所受合力不等于零，由于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，作用時(shí)間又很短，所以外力的作用可忽略，認(rèn)為系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的．.(3)若碰撞過程中沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則系統(tǒng)碰后的總機(jī)械能不可能大于碰前系統(tǒng)機(jī)械能．(4)對(duì)于彈性碰撞，碰撞前后無動(dòng)能損失；對(duì)于非彈性碰撞，碰撞前后有動(dòng)能損失；對(duì)于完全非彈性碰撞，碰撞前后動(dòng)能損失最大．.2．碰撞過程的分析判斷依據(jù)在所給的條件不足的情況下，碰撞結(jié)果有各種可能，但不管哪種結(jié)果必須同時(shí)滿足以下三條(1)系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒．(2)系統(tǒng)的動(dòng)能不增加，即Ek1′＋Ek2′≤Ek1＋Ek2.(3)符合實(shí)際情況，如碰后兩者同向運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有v前＞v后，若不滿足，則該碰撞過程不可能．.特別提醒：應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解碰撞問題，需要確定碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)量．碰撞前的動(dòng)量是指即將發(fā)生碰撞那一時(shí)刻系統(tǒng)的動(dòng)量；碰撞后的動(dòng)量是指碰撞剛結(jié)束那一時(shí)刻系統(tǒng)的動(dòng)量．.二、爆炸與碰撞的異同1．爆炸與碰撞的共同點(diǎn)是：物理過程劇烈，系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用內(nèi)力很大．過程持續(xù)時(shí)間極短，可認(rèn)為系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒．2．爆炸與碰撞的不同點(diǎn)是：爆炸有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，所以動(dòng)能增加；彈性碰撞時(shí)動(dòng)能不變，而非彈性碰撞時(shí)通常動(dòng)能要損失，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，動(dòng)能減小．但兩種情況都滿足能量守恒，總能量保持不變．.特別提醒：宏觀物體碰撞時(shí)一般相互接觸，微觀粒子的碰撞不一定接觸，但只要符合碰撞的特點(diǎn)，就可認(rèn)為是發(fā)生了碰撞．.即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)手榴彈在離地高h(yuǎn)處時(shí)的速度方向恰好沿水平方向，速度大小為v，此時(shí)，手榴彈炸裂成質(zhì)量相等的兩塊，設(shè)消耗的火藥質(zhì)量不計(jì)，爆炸后前半塊的速度方向仍沿水平向左，速度大小為3v，那么兩塊彈片落地點(diǎn)之間的水平距離多大？..課堂互動(dòng)講練碰撞中的動(dòng)量和動(dòng)能類型一例1如圖1－4－1所示，在光滑的水平支撐面上，有A、B兩個(gè)小球．A球動(dòng)量為10kg·m/s，B球動(dòng)量為12kg·m/s.A球追上B球并相碰，碰撞后，A球動(dòng)量變?yōu)?kg·m/s，方向沒變，則A、B兩球質(zhì)量的比值可能為(

)圖1－4－1.A．0.5

B．0.6C．0.65 D．0.75【思路點(diǎn)撥】兩球相碰過程遵守動(dòng)量守恒定律，不一定遵守動(dòng)能守恒，但條件是碰撞后系統(tǒng)的動(dòng)能不能增加．...【答案】

BC【規(guī)律總結(jié)】在對(duì)問題的估算中，需同時(shí)對(duì)多種結(jié)果綜合考慮，給出對(duì)結(jié)果的最后預(yù)測．.碰撞與運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用類型二例2

(2020年高考四川理綜卷)隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯．分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命．一貨車嚴(yán)重超載后的總質(zhì)量為49t，以54km/h的速率勻速行駛，發(fā)現(xiàn)紅燈時(shí)司機(jī)剎車，貨車即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為2.5m/s2，若超載貨車剎車時(shí)正前方25m處停著總質(zhì)量為1t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，設(shè)相互作用0.1s后獲得相同速度，問貨車對(duì)轎車的平均沖力多大？.【思路點(diǎn)撥】從勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式求出碰前的速度，以之為初動(dòng)量，利用動(dòng)量守恒定律得出共同速度；然后用隔離法單獨(dú)研究轎車，對(duì)其應(yīng)用動(dòng)量定理求平均沖力．..【答案】

9.8×104N【規(guī)律總結(jié)】分析此類問題要明確物體相互作用的過程，搞清哪個(gè)過程滿足動(dòng)量守恒定律，哪個(gè)過程用勻變速直線運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求解，且明確各個(gè)過程的連結(jié)物理量速度．.用動(dòng)量守恒定律解決爆炸類問題類型三例3有一大炮豎直向上發(fā)射炮彈．炮彈的質(zhì)量為M＝6.0kg(內(nèi)含炸藥的質(zhì)量可以忽略不計(jì))，射出的初速度v0＝60m/s.當(dāng)炮彈到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)爆炸為沿水平方向運(yùn)動(dòng)的兩片，其中一片質(zhì)量為m＝4.0kg.現(xiàn)要求這一片不能落到以發(fā)射點(diǎn)為圓心，以R＝600m為半徑的圓周范圍內(nèi)，則剛爆炸完時(shí)兩彈片的總動(dòng)能至少多大？(g＝10m/s2，忽略空氣阻力).【思路點(diǎn)撥】火藥爆炸時(shí)內(nèi)力遠(yuǎn)大于重力，所以爆炸時(shí)動(dòng)量守恒，然后利用平拋運(yùn)動(dòng)求出其中一片爆炸后速度即可求解．..【答案】

6.0×104J【規(guī)律總結(jié)】操作過程中產(chǎn)生的化學(xué)能等于機(jī)械能的增加量．.變式訓(xùn)練在沙堆上有一木塊，質(zhì)量M＝5kg，木塊上放一爆竹，質(zhì)量m＝0.10kg.點(diǎn)燃爆竹后木塊陷入沙中深5cm，若沙對(duì)木塊的阻力恒為58N，不計(jì)爆竹中火藥質(zhì)量和空氣阻力．求爆竹上升的最大高度．..答案：20m..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:11:03PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢(mèng)，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:11:03PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:11:03PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/