2018版高中物理第一章碰撞与动量守恒章末整合导学案教科版选修3_5
2018版高中物理第一章碰撞与动量守恒章末整合导学案教科版选修3_5第3页

于C、A、B三个物体组成的系统,所受外力的合力为零,动量守恒.

(2)当C在B上表面滑动时,C和B发生相互作用,系统不受外力作用,动量守恒.由动量守恒定律得:

mCvC′+mBvA=(mB+mC)vBC①

A、B、C三个物体组成的系统,动量始终守恒,从C滑上A的上表面到C滑离A,由动量守恒定律得:

mCvC=mCvC′+(mA+mB)vA②

由以上两式联立解得vC′=4.2 m/s,vA=2.6 m/s.

三、动量和能量综合问题分析

1.动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式;而动能定理和能量守恒定律是标量表达式,绝无分量表达式.

2.动量守恒及机械能守恒都有条件.

注意某些过程动量守恒,但机械能不守恒;某些过程机械能守恒,但动量不守恒;某些过程动量和机械能都守恒.但机械能不守恒的过程,能量仍守恒.

3.当两物体相互作用后具有相同速度时,相互作用过程损失的机械能最多.

【例4】 如图3所示,质量M=2 kg的小车甲静置于光滑水平面上,一个光滑的圆弧(其半径R=1 m,质量可忽略)AB固定在小车左端,其圆心O恰位于B点的正上方.小车的上表面粗糙.现将质量m=1 kg的滑块P(可视为质点)从A处由静止释放,滑块P滑上小车后最终未滑离小车,重力加速度g=10 m/s2.求:

图3

(1)滑块P刚滑上小车时的速度大小;

(2)滑块P与小车组成的系统在整个过程中损失的机械能.

答案 (1) m/s (2)10 J

解析 (1)设滑块P刚滑上小车时的速度为v1,此时小车的速度为v2,滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒,有mv1-Mv2=0

对系统应用能量守恒,有mgR=mv+Mv

解得v1= m/s