人教2003课标版《3动量守恒定律》优质课教案下载

人教2003课标版《3动量守恒定律》优质课教案下载

二、临界问题

动量守恒定律是力学中的一个重要规律。在运用动量守恒定律解题时，常会遇到相互作用的几个物体间的临界问题，求解这类问题要注意分析临界状态，把握相关的临界条件。现将与动量守恒定律相关的临界问题作一初步的分析和讨论。

(1)涉及追碰的临界问题

两个在光滑水平面上做匀速运动的物体,甲物体追上乙物体的条件是

而甲物体刚好能追上乙物体的临界条件是

例题1?、?甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他的冰车的总质量共为M=30kg，乙和他的冰车的总质量也是M=30kg，甲推着一个质量为m=15kg的箱子，和他一起以大小为 的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相碰，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度（相对于冰面）将箱子推出，才能避免与乙相撞。

(2)涉及弹簧的临界问题

对于由弹簧组成的系统,在物体间发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短时,弹簧两端的两个物体的速度

例2.两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为m=2 kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量为M=4 kg的物块C静止在前方,如图所示.已知B与C碰撞后二者会粘在一起运动.在以后的运动中:

(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大?

(2)系统中弹性势能的最大值是多少?

(3)涉及最大高度的临界问题

弧面槽模型：在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中,由于弹力的作用,斜面在水平方向将做加速运动.物体滑到斜面上最高点的临界条件是

例3.?如图所示，质量为M的槽体放在光滑水平面上，内有半径为R的半圆形轨道，其左端紧靠一个固定在地面上的挡板。质量为m的小球从A点由静止释放。若槽内光滑，求小球上升的最大高度？

冲击摆模型：装在车内的摆（由一段小绳子和小球组成）随车运动，小球上升到最高点的临界条件是

例4.如图所示，在光滑的水平横杆，穿着质量为m3=2kg的金属环，金属环可以在杆上无摩擦的自由滑动，环的下面用轻绳系着质量为m2=0.98kg的木球.一颗质量为m1=0.02kg子弹以v0=100m/s的水平速度向木球正射过来，并留在其中，设打击时间极短。试求：木球上摆的最大高度是多少？

(4)?涉及子弹打木块的临界问题

子弹打木块是一种常见的模型。子弹刚好击穿木块的临界条件

??例5.?静止在光滑水平面上的木块，质量为M、长度为L。一颗质量为m的子弹从木块的左端打进。设子弹在打穿木块的过程中受到大小恒为 的阻力，要使子弹刚好从木块的右端打出，则子弹的初速度 应等于多大？

【针对训练】如图所示，长L=2m，质量为m=1kg的木板静止在光滑水平面上，一木块质量也为m=1kg（可视为质点），与木板之间的动摩擦因数为0.2。要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落，则木块初速度的最大值为( )

A．1m/s B．2 m/s C．3 m/s D．4 m/s

1.如图所示，绳长为L,小球质量为m，小车质量为M,将小球向右拉至水平后放手，则（水平地面光滑）（ ）

系统的动量守恒

水平方向任意时小球与小车的动量等大反向

小球不能向左摆到原高度