第三节 动量守恒定律在碰撞中的应用

第三节 动量守恒定律在碰撞中的应用（3课时）

高二物理备课组长: 冯巧纳 主备人：冯巧纳 时间：

第一课时

【复习引入】

【课堂探讨】

目标一：碰撞的分类及解决办法 (1) 碰撞的种类： 弹性碰撞 (1)动量 (2)碰撞前后总动能 非弹性碰撞 (1)动量 (2)动能有损失

完全非弹性碰撞 (1)碰后两物体合为一体 (2)动量 (3)动能损失最大 (2)碰撞问题的解答应同时遵守三条原则 ①动量守恒：即p1＋p2＝p′1＋p′2

②动能不增加：即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2 ③速度要符合实际情景

【例1】在列车编组站里，一辆m1=3.0×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=4.5.×104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。

小结：应用动量守恒定律的解题步骤

(1) 确定 为研究对象，判断系统是否符合 条件； (2 )规定 方向，确定初、末状态动量的正、负号； (3) 根据 列式求解

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导练1、如右图所示，在光滑水平面上质量分别为mA=2kg、mB=4kg，速率分别为vA=5m/s、vB=2m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动

A．它们碰撞前的总动量是18kg·m/s，方向水平向右

vA vB A 左 B 右 B．它们碰撞后的总动量是18kg·m/s，方向水平向左

C．它们碰撞前的总动量是2kg·m/s，方向水平向右 D．它们碰撞后的总动量是2kg·m/s，方向水平向左

导练2、质量为3m的机车，其速度为v0，在与质量为2m的静止车厢碰撞后挂在一起时的速度为( )

A．3v0/2 B．2v0/3 C．2v0/5 D．3v0/5

导练3、质量m1=10g的小球在光得的水平面上以v1=30cm／s的速度向右运动，恰遇上质量m2=50 g的小球以v2=10cm／s的速度向左运动。碰撞后，小球m2恰好静止。那么碰撞后小球m1的速度多大?方向如何?

【例2】 质量为m1=0.2kg的小球以5m/s的速度在光滑平面上运动，跟原来静止的质量

为m2=50g的小球相碰撞，如果碰撞是弹性的，求碰撞后球m1和球m2的速度。

小结：弹性碰撞的讨论

在光滑水平面上质量m1的小球以速度v1与质量m2的静止小球发生弹性碰撞．根据动量守恒和能量守恒：

m1v1＝__________________； 1 m1v21＝_____________________ 2

2

m1－m22m1碰后两个物体的速度分别为v1′＝v1，v2′＝v

m1＋m2m1＋m21

1．若m1>m2，v1′和v2′都是正值，表示v1′和v2′都与v1方向______．

(若m1?m2，v1′＝v1，v2′＝2v1，表示m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去) 2．若m1

(若m1?m2，v1′＝－v1，v2′＝0，表示m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止) 3．若m1＝m2，则有v1′＝0，v2′＝v1，即碰撞后两球速度互换．

第二课时

目标二：爆炸问题

【例3】一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将燃尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1，求炸裂后另一块的速度，v2。

导练4、抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，这时突然炸成两块，其中大块质量300g

仍按原方向飞行，其速度测得为50m/s，另一小块质量为200g，求它的速度的大小和方向。

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目标三：子弹打木块类问题

【例4】质量是10g的子弹，以300m/s的速度射入质量是24g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中。子弹留在木块中以后，木块运动的速度是多大？如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大？

导练5、长为1m的细绳，能承受的最大拉力为46N，用此绳悬挂质量为0．99kg的物块处于静止状态，如图所示，一颗质量为10g的子弹，以水平速度vo射人物块内，并留在其中。若子弹射人物块内时细绳恰好

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不断裂，g取10m/s，则子弹射人物块前速度v。最大为 m/s。

导练6、如图所示，摆的质量M=2.98kg，摆线长1m。子弹的质量是20g，以210m/s的水平速度射入摆中，又以61m/s的速度射出。求：子弹射出时摆线受到的拉力是多少？

L vo

2

质点)以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度变为v0，试求：

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(1)子弹穿出木块后，木块的速度大小； (2)子弹穿透木块的过程中产生的热量．

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M 导练7、如图所示，质量为3m的木块静止放置在光滑的水平面上．质量为m的子弹(可视为

第三课时

目标四：某一方向的动量守恒

【例5】如图所示，小车A静止于光滑水平面上，A上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球B由静止起沿圆弧下滑，这一过程中 （ ）

A.若圆弧光滑，则系统动量守恒，且系统机械能守恒 B.若圆弧光滑，则系统动量不守恒，但系统机械能守恒 C.若圆弧不光滑，则系统水平方向动量守恒，但系统机械能不守恒

D.若圆弧不光滑，则系统水平方向动量不守恒，且系统机械能不守恒

导练8、高射炮的炮筒与水平面的夹角α=60°，当它以v0=100m/s的速度发射炮弹时，炮身反冲后退，已知炮弹的质量m=10kg，炮身的质量M=200kg，炮身与地面的动摩擦因数μ=0.2，则（1）炮身后退的速度是多大？（2）炮身后退多远才停下？

导练9、如图所示，长为L、倾角为θ、质量为M的斜面顶端上，有一质量为m的小物块由静止开始下滑，若不计一切摩擦，求物块下滑过程中斜面的位移大小（物块形状大小不计）

导练10、如图所示，有一高度为h、质量为M的障碍物各表面光滑，静放在光滑的水平面上，一质量为m的小球以速度v0冲向障碍物，若障碍物的弧面最低点与水平面相切，则小球的v0为何值时，小球才能越过障碍物？（提示：小球刚能滑到最高点时两物体此时速度相等）

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