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.

核心要點突破課堂互動講練課前自主學案知能優(yōu)化訓練1．4

課標定位.學習目標：1.理解什么是彈性碰撞和非彈性碰撞，并能進行相應計算．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機械能損失最大．重點難點：彈性碰撞和非彈性碰撞的區(qū)別與應用．課標定位.課前自主學案一、研究碰撞中的動能1．動量和動能在常見的碰撞中一般來說動量是守恒的，_____不一定是守恒的．動能.2．彈性碰撞和非彈性碰撞(1)彈性碰撞：碰撞過程中動量和______都守恒，即碰撞前后系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)的_____守恒．(2)非彈性碰撞：碰撞過程中動量守恒，____不守恒，碰撞后系統(tǒng)的總動能________碰撞前系統(tǒng)的總動能．(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)動能損失_______．動能動能動能小于“合”為一體最大.3．正碰和斜碰按物體碰撞前后運動方向是否沿同一直線，可將碰撞分為正碰和斜碰．(1)正碰：兩小球碰撞時的相對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速度不在連心線上，稱為斜碰．.思考感悟1．“臺球天才”丁俊暉以他高超的技藝為世界斯諾克運動帶來了一個新鮮的中國元素，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．因碰后的總動能大于碰前的總動能．.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．當速度相等時，____________達到最大，而________減至最?。畡幽軓椥詣菽軓椥詣菽軇幽?2．恢復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，當兩球即將分離的瞬間，形變完全消失．這一過程稱為恢復過程，該過程中__________逐漸減小，_______逐漸增加，當形變完全消失時，系統(tǒng)的___________為零，而______重新達到最大．彈性勢能動能彈性勢能動能.m1v1′＋m2v2′.相同.(2)若m1<m2，v1′為負值，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)量相等的兩個物體發(fā)生碰撞，一定交換速度嗎？提示：質(zhì)量相等的兩個物體只有發(fā)生一維的彈性碰撞時，系統(tǒng)動量守恒，總動能守恒，才會交換速度，否則不會交換速度．.三、自然之美——物理學中的守恒定律在物理學中我們學過的守恒定律有：機械能守恒定律、________守恒定律、______守恒定律、______守恒定律、能量守恒定律等．物理學的每一個守恒定律中都有一個守恒量，這反映了各種運動形式間的聯(lián)系和統(tǒng)一，表現(xiàn)了物理學的和諧統(tǒng)一美．動量電荷質(zhì)量.核心要點突破一、對碰撞問題的深入理解1．碰撞過程的特點(1)發(fā)生碰撞的物體間一般作用力很大，作用的時間很短，各物體作用前后各自動量變化顯著，物體在作用時間內(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)力遠大于外力，作用時間又很短，所以外力的作用可忽略，認為系統(tǒng)的動量是守恒的．.(3)若碰撞過程中沒有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能，則系統(tǒng)碰后的總機械能不可能大于碰前系統(tǒng)機械能．(4)對于彈性碰撞，碰撞前后無動能損失；對于非彈性碰撞，碰撞前后有動能損失；對于完全非彈性碰撞，碰撞前后動能損失最大．.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)果必須同時滿足以下三條(1)系統(tǒng)的總動量守恒．(2)系統(tǒng)的動能不增加，即Ek1′＋Ek2′≤Ek1＋Ek2.(3)符合實際情況，如碰后兩者同向運動，應有v前＞v后，若不滿足，則該碰撞過程不可能．.特別提醒：應用動量守恒定律求解碰撞問題，需要確定碰撞前后系統(tǒng)的動量．碰撞前的動量是指即將發(fā)生碰撞那一時刻系統(tǒng)的動量；碰撞后的動量是指碰撞剛結(jié)束那一時刻系統(tǒng)的動量．.二、爆炸與碰撞的異同1．爆炸與碰撞的共同點是：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)時間極短，可認為系統(tǒng)滿足動量守恒．2．爆炸與碰撞的不同點是：爆炸有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能，所以動能增加；彈性碰撞時動能不變，而非彈性碰撞時通常動能要損失，動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，動能減?。珒煞N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，就可認為是發(fā)生了碰撞．.即時應用(即時突破，小試牛刀)手榴彈在離地高h處時的速度方向恰好沿水平方向，速度大小為v，此時，手榴彈炸裂成質(zhì)量相等的兩塊，設消耗的火藥質(zhì)量不計，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之間的水平距離多大？..課堂互動講練碰撞中的動量和動能類型一例1如圖1－4－1所示，在光滑的水平支撐面上，有A、B兩個小球．A球動量為10kg·m/s，B球動量為12kg·m/s.A球追上B球并相碰，碰撞后，A球動量變?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【思路點撥】兩球相碰過程遵守動量守恒定律，不一定遵守動能守恒，但條件是碰撞后系統(tǒng)的動能不能增加．...【答案】

BC【規(guī)律總結(jié)】在對問題的估算中，需同時對多種結(jié)果綜合考慮，給出對結(jié)果的最后預測．.碰撞與運動學知識的綜合應用類型二例2

(2020年高考四川理綜卷)隨著機動車數(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)紅燈時司機剎車，貨車即做勻減速直線運動，加速度的大小為2.5m/s2，若超載貨車剎車時正前方25m處停著總質(zhì)量為1t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，設相互作用0.1s后獲得相同速度，問貨車對轎車的平均沖力多大？.【思路點撥】從勻變速直線運動公式求出碰前的速度，以之為初動量，利用動量守恒定律得出共同速度；然后用隔離法單獨研究轎車，對其應用動量定理求平均沖力．..【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，搞清哪個過程滿足動量守恒定律，哪個過程用勻變速直線運動，平拋運動知識求解，且明確各個過程的連結(jié)物理量速度．.用動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)，射出的初速度v0＝60m/s.當炮彈到達最高點時爆炸為沿水平方向運動的兩片，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)射點為圓心，以R＝600m為半徑的圓周范圍內(nèi)，則剛爆炸完時兩彈片的總動能至少多大？(g＝10m/s2，忽略空氣阻力).【思路點撥】火藥爆炸時內(nèi)力遠大于重力，所以爆炸時動量守恒，然后利用平拋運動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)生的化學能等于機械能的增加量．.變式訓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.點燃爆竹后木塊陷入沙中深5cm，若沙對木塊的阻力恒為58N，不計爆竹中火藥質(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，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、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。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、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。。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、意志堅強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，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，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。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強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/