第6课 滑块模型(动量守恒定律应用)

第一讲动量动量守恒定律第6课动量守恒定律在碰撞中的应用滑块模型选修3－5动量近代物理初步我们定量分析高中阶段关于摩擦生热如何计算过程一初速度为v的物块m在粗糙水平面上匀减速到0，所受滑动摩擦力为f,发生位移为L。对物块列动能定理2210mvLf0212mvLf尝试从能量角度解释这个式子…末动能为0，初动能全部转化为内能，产生的内能为LfmvQ221，L是物块相对地面的位移。选修3－5动量近代物理初步过程二表面粗糙的长木板M静止在光滑的水平面上，一小铁块m以初速度Vo从木板的左端滑上木板，当铁块和木板一起以V匀速时，木板相对地面滑动的距离为x，小铁块相对木板滑动的距离为L，滑动摩擦力为f.分析：在Ａ、Ｂ间滑动摩擦力f的作用下，A做匀减速直线，对地位移为（x+L),初速为0，末速为V，B做匀加速直线，对地位移为x,初速为Vo，末速为V分别对A列动能定理对B列动能定理选修3－5动量近代物理初步021B2121)(A2202MvxfmvmvLxf对对202221)2121(mvmvMvLf两式相加)2121(212220mvMvmvLf请再次尝试从能量角度解释这个式子…选修3－5动量近代物理初步LfmvMvmvQ)2121(212220)2121(212220mvMvmvLf通过摩擦力做功，系统动能损失转化为内能，摩擦生热为,L为接触面间的相对位移。分析两个过程，找出两种求摩擦生热的方法。LfmvQ221结合过程一得到的摩擦生热选修3－5动量近代物理初步摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热。相对滑SfQ1.如果机械能的减少只转化为内能，由能量守恒定律，摩擦产生的热量等于系统________________。初末EEQ相对位移机械能的减少量2.摩擦产生的热量等于滑动摩擦力乘以接触面间的___________。选修3－5动量近代物理初步20.（A卷10分）如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A滑上C后恰好能到达C板的最右端，已知A，B，C质量均相等，木板C长为L，求①A物体的最终速度②A在木板C上滑行的时间选修3－5动量近代物理初步v0如图所示，把质量m=20kg的物体以水平速度v0=5m/s抛上静止在水平地面的平板小车的左端。小车质量M=80kg，已知物体与平板间的动摩擦因数μ=0.8，小车与地面间的摩擦可忽略不计，g取10m/s2，求：要物块不从小车上掉下，小车至少多长？1.25m选修3－5动量近代物理初步变式训练(2013·开封市高三质量检测)如图所示，一质量为mA＝1kg的小车A以vA＝1m/s的速度沿光滑水平地面向左匀速运动，某时刻有一质量为mB＝2kg的物块B以vB＝2m/s的速度从左向右滑上小车后，使小车A恰好没有碰到前方的障碍物，已知小车A上表面水平且足够长，物块B没能滑下小车，物块B与小车A间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g＝10m/s2.求：(1)物块B冲上小车A时，小车A离障碍物的距离；(2)物块B在小车A上相对小车A滑行的距离．选修3－5动量近代物理初步解析：(1)当物块B滑上小车A后，小车将先向左减速运动，后向右加速运动到与B达到共同速度v共，小车的加速度aA＝μmBgmA＝4m/s2小车向左运动至速度为零时位移x＝v2A2aA＝12×4＝0.125m选修3－5动量近代物理初步(2)对小车A与物块B组成的系统，动量守恒，以向右为正方向则：mBvB－mAvA＝(mA＋mB)v共代入数据，v共＝1m/s，方向向右设B在A上滑行距离l，对整个系统，由能量转化守恒定律，则：μmBg·l＝12mAv2A＋12mBv2B－12(mA＋mB)v2共代入数据：l＝0.75m答案：(1)0.125m(2)0.75m选修3－5动量近代物理初步一质量为MB＝6kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量MA＝6kg，停在B的左端．质量为m＝1kg的小球用长为l＝0.8m的轻绳悬挂在固定点O上．将轻绳拉直至水平位置后，静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度h＝0.2m．物块与小球可视为质点，A、B达到共同速度后A还在木板上，不计空气阻力，g取10m/s2.求从小球释放到A、B达到共同速度的过程中，小球及A、B组成的系统损失的机械能．选修3－5动量近代物理初步解析：对于小球，运动中机械能守恒，则有，mgl＝12mv21，mgh＝12mv′21，小球与A碰撞过程中，系统动量守恒，mv1＝－mv′1＋MAvA，物块A与木板B相互作用过程中，系统动量守恒，MAvA＝(MA＋MB)v共，小球及AB系统组成的系统损失的机械能为ΔE＝mgl－12mv′21－12(MA＋MB)v2共，联立解得：ΔE＝4.5J.答案：4.5J选修3－5动量近代物理初步如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端（B、C可视为质点）,三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg。A与B的动摩擦因数为0.5，开始时C静止,A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后粘在一起,经过一段时间,B刚好滑到A的右端而没掉下来。求长木板A的长度（g=10m/s2）。选修3－5动量近代物理初步选修3－5动量近代物理初步如图所示,木块A的质量mA=1kg,足够长的木板B的质量mB=4kg,质量为mC=2kg的木块C置于木板B上,水平面光滑,B、C之间有摩擦。现使A以v0=10m/s的初速度向右匀速运动,与B碰撞后将以vA′=2m/s的速度弹回。求:(1)B运动过程中的最大速度。(2)若B、C间的动摩擦因数为0.6，则C在B上滑动的距离。当堂检测选修3－5动量近代物理初步