物理第六章 動量守恒定律 力學(xué)三大觀點(diǎn) 第2節(jié) 動量守恒定律及其應(yīng)用 新人教版

《物理第六章 動量守恒定律 力學(xué)三大觀點(diǎn) 第2節(jié) 動量守恒定律及其應(yīng)用 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理第六章 動量守恒定律 力學(xué)三大觀點(diǎn) 第2節(jié) 動量守恒定律及其應(yīng)用 新人教版（39頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié)動量守恒定律及其應(yīng)用-2-知識梳理考點(diǎn)自診一、動量守恒定律及其應(yīng)用1.動量守恒定律(1)內(nèi)容:如果一個(gè)系統(tǒng) 不受外力,或者所受外力的矢量和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動量保持不變,這就是動量守恒定律。(2)表達(dá)式p= p,系統(tǒng)相互作用前的總動量p等于相互作用后的總動量p。m1v1+m2v2= m1v1+m2v2,相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),作用前的動量和等于作用后的動量和。p1= -p2,相互作用的兩個(gè)物體動量的增量等大反向。p= 0,系統(tǒng)總動量的增量為零。-3-知識梳理考點(diǎn)自診2.動量守恒的條件不受外力或所受外力的合力為零,不是系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合外力都為零,更不能認(rèn)為系統(tǒng)處于 平衡狀態(tài)。-

2、4-知識梳理考點(diǎn)自診二、彈性碰撞和非彈性碰撞1.碰撞物體間的相互作用持續(xù)時(shí)間 很短,而物體間相互作用力 很大的現(xiàn)象。2.特點(diǎn)在碰撞現(xiàn)象中,一般都滿足內(nèi)力 遠(yuǎn)大于外力,可認(rèn)為相互碰撞的系統(tǒng)動量守恒。3.分類-5-知識梳理考點(diǎn)自診1.(2017江蘇卷)甲、乙兩運(yùn)動員在做花樣滑冰表演,沿同一直線相向運(yùn)動,速度大小都是1m/s。甲、乙相遇時(shí)用力推對方,此后都沿各自原方向的反方向運(yùn)動,速度大小分別為1m/s和2m/s。求甲、乙兩運(yùn)動員的質(zhì)量之比。答案:32-6-知識梳理考點(diǎn)自診2.(2017吉林長春南關(guān)區(qū)期末)運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后,火箭做加速運(yùn)動的原因是()A.燃料燃燒推動空氣,空氣反作用力

3、推動火箭B.火箭發(fā)動機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后排出,氣體的反作用力推動火箭C.火箭吸入空氣,然后向后排出,空氣對火箭的反作用力推動火箭D.火箭燃料燃燒發(fā)熱,加熱周圍空氣,空氣膨脹推動火箭 答案解析解析關(guān)閉火箭工作的原理是利用反沖運(yùn)動,是火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵鰰r(shí),使火箭獲得反沖速度,故選項(xiàng)B正確。 答案解析關(guān)閉B-7-知識梳理考點(diǎn)自診3.(2017江西南昌期末)有甲、乙兩滑塊,質(zhì)量分別為3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向運(yùn)動,發(fā)生了碰撞。已知碰撞后,甲滑塊靜止不動,那么這次碰撞是()A.彈性碰撞B.非彈性碰撞C.完全非彈性碰撞D.條件不足,無法確定 答案解析解析關(guān)

4、閉 答案解析關(guān)閉-8-知識梳理考點(diǎn)自診4.如圖所示,在光滑水平面上質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=4kg,速率分別為vA=5m/s、vB=2m/s的A、B兩小球沿同一直線相向運(yùn)動,則下列敘述正確的是()A.它們碰撞前的總動量是18kgm/s,方向水平向右B.它們碰撞后的總動量是18kgm/s,方向水平向左C.它們碰撞前的總動量是2kgm/s,方向水平向右D.它們碰撞后的總動量是2kgm/s,方向水平向左 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)題述,它們碰撞前的總動量是mBvB-mAvA=-2kgm/s,方向水平向右,根據(jù)動量守恒定律,它們碰撞后的總動量是2kgm/s,方向水平向右,選項(xiàng)C正確。 答案解析關(guān)閉C-9

5、-知識梳理考點(diǎn)自診5.(2017安徽舒城縣月考)A球的質(zhì)量是m,B球的質(zhì)量是2m,它們在光滑的水平面上以相同的動量運(yùn)動。B在前,A在后,發(fā)生正碰后,A球仍朝原方向運(yùn)動,但其速率是原來的一半,碰后兩球的速率比vAvB為()A.12B.13C.21D.23 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-10-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四動量守恒定律的條件及應(yīng)用動量守恒定律的條件及應(yīng)用1.動量守恒的條件(1)理想守恒:系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零,則系統(tǒng)動量守恒。(2)近似守恒:系統(tǒng)受到的外力矢量和不為零,但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí),系統(tǒng)的動量可近似看成守恒。(3)某一方向上守恒:系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受外力矢量

6、和為零時(shí),系統(tǒng)在該方向上動量守恒。-11-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四2.動量守恒定律的“六種”性質(zhì) -12-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四例1如圖所示,甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m,兩船沿同一直線同一方向運(yùn)動,速度分別為2v0、v0。為避免兩船相撞,乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船,甲船上的人將貨物接住,求拋出貨物的最小速度。(不計(jì)水的阻力)-13-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四答案:4v0解析:設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin,拋出貨物后船的速度為v1,甲船上的人接到貨物后船的速度為v2,先選乙船、人和貨物為研究系統(tǒng),由動量守

7、恒定律得12mv0=11mv1-mvmin再選甲船、人和貨物為研究系統(tǒng),由動量守恒定律得10m2v0-mvmin=11mv2為避免兩船相撞應(yīng)滿足v1=v2聯(lián)立式得vmin=4v0。-14-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四思維點(diǎn)撥選系統(tǒng)選過程查受力建坐標(biāo)列方程。應(yīng)用動量守恒定律解題時(shí)應(yīng)該首先判斷動量是否守恒,這就需要理解好動量守恒的條件,基本思路如下-15-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四即學(xué)即練即學(xué)即練1.(2017全國卷)將質(zhì)量為1.00kg的模型火箭點(diǎn)火升空,50g燃燒的燃?xì)庖源笮?00m/s的速度從火箭噴口在很短時(shí)間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力

8、可忽略)()A.30kgm/sB.5.7102kgm/sC.6.0102kgm/sD.6.3102kgm/s 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)動量守恒定律得0=Mv1-mv2,故火箭的動量與燃?xì)獾膭恿康却蠓聪颉９蕄=Mv1=mv2=0.05kg600m/s=30kgm/s。 答案解析關(guān)閉A-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四2.(2016上海卷)如圖,粗糙水平面上,兩物體A、B以輕繩相連,在恒力F作用下做勻速運(yùn)動。某時(shí)刻輕繩斷開,A在F牽引下繼續(xù)前進(jìn),B最后靜止。則在B靜止前,A和B組成的系統(tǒng)動量(選填“守恒”或“不守恒”);在B靜止后,A和B組成的系統(tǒng)動量(選填“守恒”或“不守恒”)。 答案解析解析

9、關(guān)閉動量守恒的條件是系統(tǒng)所受的合外力為零,輕繩斷開前兩物體勻速運(yùn)動,拉力F等于兩個(gè)物體受到的滑動摩擦力之和。輕繩斷開后,B停止運(yùn)動前,A、B受到的滑動摩擦力之和仍等于恒力F,系統(tǒng)動量守恒;B停止運(yùn)動后,恒力F大于A受到的摩擦力,此時(shí)B受到的摩擦力為零,系統(tǒng)動量不守恒。 答案解析關(guān)閉守恒不守恒-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四3.(多選)(2017河南周口商水縣期中)如圖所示,A、B兩物體的中間用一段細(xì)繩相連并有一壓縮的彈簧,放在平板小車C上后,A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)。若地面光滑,則在細(xì)繩被剪斷后,A、B從C上未滑離之前,A、B在C上向相反方向滑動的過程中()A.若A、B與C之間的摩擦力

10、大小相同,則A、B組成的系統(tǒng)動量守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒B.若A、B與C之間的摩擦力大小相同,則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒C.若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動量不守恒D.若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒 答案解析解析關(guān)閉當(dāng)A、B兩物體組成一個(gè)系統(tǒng)時(shí),彈簧的彈力為內(nèi)力,而A、B與C之間的摩擦力為外力。當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小不相等時(shí),A、B組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,動量不守恒;當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小相等時(shí),A、B組成的系統(tǒng)所受合

11、外力為零,動量守恒。對A、B、C組成的系統(tǒng),彈簧的彈力及A、B與C之間的摩擦力均屬于內(nèi)力,無論A、B與C之間的摩擦力大小是否相等,系統(tǒng)所受的合外力均為零,系統(tǒng)的動量守恒。故選項(xiàng)A、D正確。 答案解析關(guān)閉AD-18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四碰撞模型的規(guī)律及應(yīng)用碰撞模型的規(guī)律及應(yīng)用1.碰撞現(xiàn)象滿足的規(guī)律(1)動量守恒定律。(2)機(jī)械能不增加。(3)速度要合理。若碰前兩物體同向運(yùn)動,則應(yīng)有v后v前,碰后原來在前的物體速度一定增大,若碰后兩物體同向運(yùn)動,則應(yīng)有v前v后。碰前兩物體相向運(yùn)動,碰后兩物體的運(yùn)動方向不可能都不改變。-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四2.彈性碰撞的結(jié)論兩球發(fā)生彈性

12、碰撞時(shí)應(yīng)滿足動量守恒和機(jī)械能守恒。以質(zhì)量為m1、速度為v1的小球與質(zhì)量為m2的靜止小球發(fā)生正面彈性碰撞為例,則有m1v1=m1v1+m2v2結(jié)論:(1)當(dāng)m1=m2時(shí),v1=0,v2=v1(質(zhì)量相等,速度交換);(2)當(dāng)m1m2時(shí),v10,v20,且v2v1(大碰小,一起跑);(3)當(dāng)m1m2時(shí),v10(小碰大,要反彈);(4)當(dāng)m1m2時(shí),v1=v1,v2=2v1(極大碰極小,大不變,小加倍);(5)當(dāng)m1m2時(shí),v1=-v1,v2=0(極小碰極大,小等速率反彈,大不變)。-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四例2(2017湖北宜昌西陵區(qū)期末)甲、乙兩球在水平光滑軌道上向同方向運(yùn)動,已知它

13、們的動量分別是p1=5kgm/s,p2=7kgm/s,甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞,碰后乙球的動量變?yōu)?0kgm/s,則兩球質(zhì)量m1與m2間的關(guān)系可能是()A.m1=m2B.2m1=m2C.4m1=m2D.6m1=m2 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四思維點(diǎn)撥(1)甲、乙兩球在碰撞過程中動量是否守恒?(2)系統(tǒng)的機(jī)械能會不會增加?(3)碰撞后乙球的速度和甲球的速度有什么關(guān)系?答案:(1)動量守恒(2)機(jī)械能不增加(3)v乙v甲-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四即學(xué)即練即學(xué)即練4.(2017福建龍海期末)兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動,m

14、A=1kg,mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s。當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后不再發(fā)生二次碰撞,兩球A、B速度的可能值是()A.vA=5m/s,vB=2.5m/sB.vA=2m/s,vB=4m/sC.vA=-4m/s,vB=7m/sD.vA=7m/s,vB=1.5m/s 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四5.(多選)(2017江西南昌模擬)A、B兩物體在光滑水平面上沿同一直線運(yùn)動,如圖表示發(fā)生碰撞前后的v-t圖線,由圖線可以判斷()A.A、B的質(zhì)量比為32B.A、B作用前后總動量守恒C.A、B作用前后總動量不守恒D.A、B作用前后總動能不變 答案解析解析關(guān)

15、閉 答案解析關(guān)閉-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四“人船模型人船模型”類問題的處理方法類問題的處理方法1.人船模型的適用條件物體組成的系統(tǒng)動量守恒且系統(tǒng)中物體原來均處于靜止?fàn)顟B(tài),合動量為0。2.人船模型的特點(diǎn)(1)遵從動量守恒定律,如圖所示。-25-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四例3(2017吉林長春南關(guān)區(qū)期末)載人氣球原靜止于高h(yuǎn)的高空,氣球質(zhì)量為m0,人的質(zhì)量為m,若人沿繩梯滑至地面,則繩梯至少為多長?解析:氣球和人原來靜止于空中,說明系統(tǒng)所受合力為零,故人下滑過程中系統(tǒng)動量守恒。人著地時(shí),繩梯至少應(yīng)觸及地面,若設(shè)繩梯長為l,人沿繩梯滑至地面的時(shí)間為t,由動量守恒定律有-26-命題

16、點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四思維點(diǎn)撥氣球和人組成的系統(tǒng)是否符合“人船模型”?畫出初、末狀態(tài)圖,找出各自對地位移套用“人船模型”。-27-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四即學(xué)即練即學(xué)即練6.(2018河南鶴壁高中段考)有一只小船停靠在湖邊碼頭,小船又窄又長(估計(jì)重一噸左右)。一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略測定它的質(zhì)量。他進(jìn)行了如下操作:首先將船平行于碼頭自由停泊,輕輕從船尾上船,走到船頭停下,而后輕輕下船。用卷尺測出船后退的距離d,然后用卷尺測出船長L。已知他的自身質(zhì)量為m,水的阻力不計(jì),船的質(zhì)量為() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-28-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四7.(2017內(nèi)蒙古包頭九原

17、區(qū)期末)如圖所示,一個(gè)傾角為的直角斜面體靜置于光滑水平面上,斜面體質(zhì)量為M,頂端高度為h,今有一質(zhì)量為m的小物體,沿光滑斜面下滑,當(dāng)小物體從斜面頂端自由下滑到底端時(shí),斜面體在水平面上移動的距離是() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-29-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四子彈打木塊模型子彈打木塊模型子彈打木塊的兩種常見類型:(1)木塊放在光滑的水平面上,子彈以初速度v0射擊木塊。運(yùn)動性質(zhì):子彈對地在滑動摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動;木塊在滑動摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動。圖象描述:從子彈擊中木塊時(shí)刻開始,在同一個(gè)v-t坐標(biāo)中,兩者的速度圖線如圖甲(子彈穿出木塊)或乙(子彈停留在木塊中)所示。-30-

18、命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四圖中,圖線的縱坐標(biāo)給出各時(shí)刻兩者的速度,圖線的斜率反映了兩者的加速度。兩圖線間陰影部分面積則對應(yīng)了兩者間的相對位移。方法:把子彈和木塊看成一個(gè)系統(tǒng),利用1.系統(tǒng)水平方向動量守恒;2.系統(tǒng)的能量守恒(機(jī)械能不守恒);3.對木塊和子彈分別利用動能定理。推論:系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于阻力乘以相對位移,即E=Ffd。(2)物塊固定在水平面,子彈以初速度v0射擊木塊,對子彈利用動能定理,可得-31-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四兩種類型的共同點(diǎn):系統(tǒng)內(nèi)相互作用的兩物體間的一對摩擦力做功的總和恒為負(fù)值。(因?yàn)橛幸徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)摩擦生熱的條件:必須存在滑動摩擦力和相對滑

19、行的路程。大小為Q=Ffs,其中Ff是滑動摩擦力的大小,s是兩個(gè)物體的相對位移(在一段時(shí)間內(nèi)“子彈”射入“木塊”的深度,就是這段時(shí)間內(nèi)兩者相對位移的大小,所以說是一個(gè)相對運(yùn)動問題)。靜摩擦力可對物體做功,但不能產(chǎn)生內(nèi)能(因?yàn)閮晌矬w的相對位移為零)。-32-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四例4如圖所示,在光滑水平面上有一輛質(zhì)量M=8kg的平板小車,車上有一個(gè)質(zhì)量m=1.9kg的木塊(木塊可視為質(zhì)點(diǎn)),車與木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。一顆質(zhì)量m0=0.1kg的子彈以v0=200m/s的初速度水平向左飛,瞬間擊中木塊并留在其中。已知木塊與平板之間的動摩擦因數(shù)=0.5。(g取10m/s2)(1)求子彈射入木塊

20、后瞬間子彈和木塊的共同速度;(2)若木塊不會從小車上落下,求三者的共同速度;(3)若是木塊剛好不會從車上掉下,則小車的平板至少多長?-33-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四答案:(1)10m/s(2)2m/s(3)8m解析:(1)子彈射入木塊過程系統(tǒng)動量守恒,以水平向左為正,則由動量守恒有m0v0=(m0+m)v1,(2)子彈、木塊、小車系統(tǒng)動量守恒,以向左為正方向,由動量守恒定律得(m0+m)v1=(m0+m+M)v,(3)子彈擊中木塊到木塊相對小車靜止過程,由能量守恒定律得-34-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四思維點(diǎn)撥(1)子彈射入木塊的過程中,子彈與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定

21、律可以求出共同速度;(2)子彈、木塊、小車組成的系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律求出它們的共同速度;(3)對系統(tǒng)由能量守恒定律求出小車的平板的最小長度。-35-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四即學(xué)即練即學(xué)即練8.(2017山西模擬)如圖所示,一質(zhì)量m1=0.45kg的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上。質(zhì)量m2=0.5kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在車頂?shù)挠叶?。一質(zhì)量為m0=0.05kg的子彈、以水平速度v0=100m/s射中小車左端并留在車中,最終小物塊相對地面以2m/s的速度滑離小車。已知子彈與車的作用時(shí)間極短,物塊與車頂面的動摩擦因數(shù)=0.8,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。g取10m/s2,求

22、:(1)子彈相對小車靜止時(shí)小車速度的大小;(2)小車的長度L。-36-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四答案:(1)10m/s(2)2m解析:(1)子彈進(jìn)入小車的過程中,子彈與小車組成的系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律得m0v0=(m0+m1)v1解得v1=10m/s。(2)三物體組成的系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律得(m0+m1)v1=(m0+m1)v2+m2v3解得v2=8m/s由能量守恒定律可得解得L=2m。-37-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四9.質(zhì)量為m的子彈,以水平初速度v0射向質(zhì)量為m0的長方體木塊。(1)設(shè)木塊可沿光滑水平面自由滑動,子彈留在木塊內(nèi),木塊對子彈的阻力恒為Ff,求子彈射入木塊的深度L。并討論:隨m0的增大,L如何變化?(2)設(shè)v0=900m/s,當(dāng)木塊固定于水平面上時(shí),子彈穿出木塊的速度為v1=100m/s。若木塊可沿光滑水平面自由滑動,子彈仍以v0=900m/s的速度射向木塊,發(fā)現(xiàn)子彈仍可穿出木塊,求的取值范圍(兩次子彈所受阻力相同)。-38-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四解析:(1)當(dāng)木塊可自由滑動時(shí),子彈、木塊所組成的系統(tǒng)動量守恒有mv0=(m0+m)v由動能定理得木塊自由滑動時(shí),設(shè)子彈恰好穿出木塊mv0=(m0+m)v這種情況下,系統(tǒng)的動能損失仍等于阻力與相對移動距離之積,即-39-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四