湖南省高考?xì)v史一輪復(fù)習(xí) 第6章第1節(jié)動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用課件 粵教版

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1、第第1節(jié)節(jié)動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用【例1】(雙選)如圖611所示，A、B兩物體質(zhì)量比mA mB=3 2，它們?cè)瓉?lái)靜止在平板車(chē)C上，A、B間有一根被壓縮了的輕質(zhì)彈簧，AB與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，地面光滑，當(dāng)彈簧突然釋放，A、B相對(duì)車(chē)同時(shí)發(fā)生滑動(dòng)(平板車(chē)足夠長(zhǎng))則在A、B被彈開(kāi)過(guò)程中有()AA、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒 BA、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒C小車(chē)向左運(yùn)動(dòng) D小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)動(dòng)量守恒條件圖611【解析】 分別對(duì)A、B、C隔離受力分析知：摩擦力fA=mAgfB=mBg，且fA與fB方向相反可見(jiàn)A、B系統(tǒng)合外力不為零，所以A、B系統(tǒng)動(dòng)量不守恒；而對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng)，則摩擦

2、力和彈簧的彈性力均為內(nèi)力，豎直方向受力平衡，故A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒單獨(dú)隔離小車(chē)C，知摩擦力fACfBC.可見(jiàn)小車(chē)受合力水平向左，故小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)【答案】 BC【點(diǎn)評(píng)】 判斷動(dòng)量是否守恒，要從受力分析入手，隔離看一看，整體看一看，分清哪些是內(nèi)力、哪些是外力【例2】(單選)在光滑水平面上A、B兩小車(chē)中間有一個(gè)彈簧，如圖612所示，用手抓住小車(chē)并使彈簧壓縮后使小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)將兩小車(chē)及彈簧看作一個(gè)系統(tǒng)，下面說(shuō)法不正確的是()對(duì)動(dòng)量守恒定律的理解圖612A兩手同時(shí)放開(kāi)后，系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零B先放開(kāi)左手，再放開(kāi)右手后，動(dòng)量不守恒C先放開(kāi)左手，再放開(kāi)右手，總動(dòng)量向左D無(wú)論何時(shí)放手，兩手放開(kāi)后，在彈簧恢復(fù)原

3、長(zhǎng)的過(guò)程中，系統(tǒng)總動(dòng)量都保持不變，但系統(tǒng)的總動(dòng)量不一定為零【解析】 在兩手同時(shí)放開(kāi)后，水平方向無(wú)外力作用，只有彈簧的彈力(內(nèi)力)，故動(dòng)量守恒，即系統(tǒng)的總動(dòng)量始終為零，選項(xiàng)A正確；先放開(kāi)左手，再放開(kāi)右手后，是指兩手對(duì)系統(tǒng)都無(wú)作用力之后的那一段時(shí)間，系統(tǒng)所受合外力也為零，即動(dòng)量是守恒的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；先放開(kāi)左手，系統(tǒng)在右手作用下，產(chǎn)生向左的沖量，故有向左的動(dòng)量，再放開(kāi)右手后，系統(tǒng)的動(dòng)量仍守恒，即此后的總動(dòng)量向左，選項(xiàng)C正確；其實(shí)，無(wú)論何時(shí)放開(kāi)手，只要是兩手都放開(kāi)就滿足動(dòng)量守恒的條件，即系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變?nèi)敉瑫r(shí)放開(kāi)，那么系統(tǒng)的總動(dòng)量為零；若兩手先后放開(kāi)，那么兩手都放開(kāi)后的總動(dòng)量就與放開(kāi)最后一只手時(shí)系

4、統(tǒng)所具有的總動(dòng)量相等，即不為零，選項(xiàng)D正確【答案】 B【點(diǎn)評(píng)】 分析動(dòng)量守恒時(shí)要著眼系統(tǒng)所受合力的矢量和是否為零 1忽略動(dòng)量是矢量，容易只算大小不管方向，不會(huì)正確計(jì)算動(dòng)量的變化量，只單純地用數(shù)字計(jì)算，忽略了其矢量性 2不理解守恒條件，特別對(duì)單方向動(dòng)量守恒定律判斷不準(zhǔn)確，找不到解題的突破口 3對(duì)典型的物理過(guò)程的特點(diǎn)不熟悉，不能掌握其規(guī)律，如對(duì)于碰撞、爆炸和反沖過(guò)程的特點(diǎn)不清楚 4系統(tǒng)中物體個(gè)數(shù)較多時(shí)，在分析系統(tǒng)動(dòng)量守恒時(shí)易漏掉個(gè)別物體的動(dòng)量，使所解方程錯(cuò)誤 5不理解物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的臨界轉(zhuǎn)折狀態(tài)【例3】如圖613所示的裝置中，質(zhì)量為1.99kg的木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，質(zhì)量為10g的子彈A

5、以103m/s的速度沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短，求彈性勢(shì)能的最大值圖613【錯(cuò)解原因】 產(chǎn)生上述錯(cuò)誤的原因在于沒(méi)有認(rèn)識(shí)到子彈打木塊的過(guò)程是一個(gè)機(jī)械能不守恒過(guò)程，這個(gè)過(guò)程有著機(jī)械能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化2p15000J.2Emv根據(jù)能量守恒，彈簧獲得彈性勢(shì)能應(yīng)該來(lái)自于子彈的動(dòng)能，所以由【錯(cuò)解】12122p2.125J2AABABvvm vmmvEmmv本題涉及的過(guò)程包括兩個(gè)階段：子彈打木塊和彈簧被壓縮，前一個(gè)階段的末狀態(tài)是后一個(gè)階段的初狀態(tài)設(shè)子彈速度為 ，子彈留在木塊中的末速度為 ，則，據(jù)動(dòng)量守恒定律有壓縮過(guò)程根據(jù)機(jī)械能守恒，最大彈性勢(shì)能為【解析】【答案】 25J【糾錯(cuò)心得】 子

6、彈打木塊過(guò)程時(shí)間很短，作用力很大，彈簧還來(lái)不及形變，合外力即彈簧的彈力可認(rèn)為為零，滿足動(dòng)量守恒定律處理子彈打擊木塊問(wèn)題和壓縮彈簧問(wèn)題時(shí)，一定要把過(guò)程的初末態(tài)把握準(zhǔn)確，同時(shí)要明確子彈與木塊作用時(shí)是要伴隨著機(jī)械能的損失的【例4】在靜止的湖面上有一質(zhì)量M=100kg的小船，船上站立質(zhì)量m=50kg的人，船長(zhǎng)L=6m，最初人和船靜止當(dāng)人從船頭走到船尾，船后退多大距離？(忽略水的阻力)題型一人船模型題型一人船模型【切入點(diǎn)】由船和人組成的系統(tǒng)，當(dāng)忽略水的阻力時(shí)，水平方向動(dòng)量守恒根據(jù)題意畫(huà)出如圖所示的示意圖【答案】 船后退距離為2m1222220s2msLsttstLssmMttmLmM選地面為參考系，人在

7、船上行走，相對(duì)于地面的平均速度為，船相對(duì)于地面后退的平均速度為，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒方程為 故【解析】【思維拓展】動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題時(shí)，所涉及的速度應(yīng)該是統(tǒng)一參考系的，這是能夠準(zhǔn)確解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)之一在解相關(guān)物理問(wèn)題時(shí)，人船模型有多種表現(xiàn)形式，哪些情景可簡(jiǎn)化為人船模型，這需要同學(xué)們?cè)谌粘Ｓ?xùn)練中去思考當(dāng)問(wèn)題符合動(dòng)量守恒定律的條件，而又僅涉及位移而不涉及速度時(shí)，通常可用平均動(dòng)量守恒求解本題已用到關(guān)系式m1s1=m2s2來(lái)求解，關(guān)鍵是先判斷初速是否為零(若初速度不為零，則此式不成立)“人船模型”的特點(diǎn)：兩個(gè)物體均處于靜止，當(dāng)兩個(gè)物體存在相互作用而不受外力作用時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，所以本質(zhì)上也是反沖模型

8、跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1如圖614所示，AB為一光滑水平橫桿，桿上套一質(zhì)量為M的小圓環(huán)，環(huán)上系一長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，繩的另一端拴一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將繩拉直，且與AB平行，由靜止釋放小球，則當(dāng)細(xì)繩與AB成角時(shí)，圓環(huán)移動(dòng)的距離是多少？圖61412211221()0(cosABvvMvmvvvvvMdm LL雖然小球、細(xì)繩及圓環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中合外力不為零 桿的支持力與兩圓環(huán)及小球的重力之和不相等 系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但是系統(tǒng)在水平方向不受外力，因而水平動(dòng)量守恒設(shè)細(xì)繩與成 角時(shí)小球的水平速度為 ，圓環(huán)的水平速度為 ，則由水平動(dòng)量守恒有：，且在任意時(shí)刻或位置 與 均滿足這一關(guān)系，加之時(shí)間相同，公式中的 和 可分

9、別用其水平位移替代，則上式可寫(xiě)為：【解析】)(1 cos )mLddMm，解得圓環(huán)移動(dòng)的距離：題型二碰撞、爆炸和反沖運(yùn)動(dòng)題型二碰撞、爆炸和反沖運(yùn)動(dòng)11226 1 5()().25 .AOBACOsmmmmRCOR 如圖所示，一對(duì)雜技演員 都視為質(zhì)點(diǎn)乘秋千 秋千繩處于水平位置 從 點(diǎn)由靜止出發(fā)繞 點(diǎn)下擺，當(dāng)擺到最低點(diǎn) 時(shí)，女演員在極短時(shí)間內(nèi)將男演員沿水平方向推出，然后自己剛好能回到高處 求男演員落地點(diǎn) 與 點(diǎn)的水平距離 已知男演員質(zhì)量和女演員質(zhì)量之比，秋千的質(zhì)量不計(jì)，秋千的擺長(zhǎng)為 ， 點(diǎn)比 點(diǎn)【低例5】圖615【切入點(diǎn)】反沖運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量守恒021212010201201 12212BvmmgRmm

10、vvvvvmmvmvm vCt設(shè)分離前男女演員在秋千最低點(diǎn) 的速度為 ，由機(jī)械能守恒定律得 設(shè)剛分離時(shí)男演員速度大小為 ，方向與 相同；女演員速度大小為 ，方向與 相反，由動(dòng)量守恒得 分離后，男演員做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)男演員從被推出到落在 點(diǎn)所需的時(shí)間為 ，根據(jù)題給條件，由運(yùn)【解析】動(dòng)學(xué)規(guī)律212222121421228RgtsvtAm gRm vmmsR 分離后，女演員恰回到 點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律 已知 由以上各式得：【思維拓展】在反沖運(yùn)動(dòng)中，系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，動(dòng)量近似守恒跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2質(zhì)量為M=2kg的小平板車(chē)靜止在光滑水平面上車(chē)的一端靜止著質(zhì)量為mA=2kg的物體A(可視為質(zhì)點(diǎn))，如圖6

11、16所示，一顆質(zhì)量為mB=20g的子彈以600m/s的水平速度迅速射穿A后，速度變?yōu)?00m/s，最后物體A仍靜止在車(chē)上，若物體A與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，取g=10m/s2，求平板車(chē)最后的速度是多大圖61600.ABBAAAAvAvAAAAAvm vm vm v子彈擊穿物體 后，物體 在水平方向獲得一個(gè)速度 ，最后當(dāng) 相對(duì)車(chē)靜止時(shí)，它們的共同速度為子彈穿過(guò)物體 的過(guò)程極短，因此可以認(rèn)為車(chē)對(duì)物體 的摩擦力、子彈的重力作用忽略不計(jì)，即認(rèn)為子彈與物體 組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，同時(shí)，由于作用時(shí)間極短，可認(rèn)為物體 的位置沒(méi)有變化，設(shè)子彈穿過(guò)物體 后的速度為 ，由動(dòng)量守恒定律有【解析】0()0.

12、02(600 100)m/s5m/s22 5m/s2.5m/s22BAAAAAAAAAmvvvmAvAAvAm vm vmM vvmM 得 物體 獲得速度相對(duì)車(chē)滑動(dòng)，由于物體 與車(chē)間有摩擦力，最后物體 相對(duì)靜止，以共同速度 運(yùn)動(dòng)，對(duì)于物體 與車(chē)組成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒，因此有：，所以1.(雙選)(2011全國(guó)卷)質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L(zhǎng)的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.初始時(shí)小物塊停在箱子正中間，如圖617所示現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，井與箱子保持相對(duì)靜止設(shè)碰撞都是彈性的，則整個(gè)過(guò)程中，

13、系統(tǒng)損失的動(dòng)能為( )圖6172211A.B.221C.D2mMmvvmMN mgLN mgL答案：BD222111222umvmM umMmvmM uvmMQfsN mgL兩物體最終速度相等設(shè)為 由動(dòng)量守恒得：，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為：系統(tǒng)損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【解析】2.(2011全國(guó)卷)裝甲車(chē)和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采用同樣質(zhì)量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射擊通過(guò)對(duì)以下簡(jiǎn)化模型的計(jì)算可以粗略說(shuō)明其原因質(zhì)量為2m、厚度為2d的鋼板靜止在水平光滑桌面上質(zhì)量為m的子彈以某一速度垂直射向該鋼板，剛好能將鋼板射穿現(xiàn)把鋼板分成厚度均為d、質(zhì)量均為m的相同兩塊，間隔一段距離水平放置，如圖618所示若子彈以相同的速度

14、垂直射向第一塊鋼板，穿出后再射向第二塊鋼板，求子彈射入第二塊鋼板的深度設(shè)子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，且兩塊鋼板不會(huì)發(fā)生碰撞不計(jì)重力影響圖6180002202022131132213vdVmm VmvVvEmvmVEmv設(shè)子彈初速度為 ，射入厚度為的鋼板后，最終鋼板和子彈的共同速度為 ，由動(dòng)量守恒得 解得 此過(guò)程中動(dòng)能損失為 解得 【解析】 1111022211021112222vVmvmVmvEEmvmVmv 分成兩塊鋼板后，設(shè)子彈穿過(guò)第一塊鋼板時(shí)兩者的速度分別為 和 ，由動(dòng)量守恒得 因?yàn)樽訌椩阡摪逯惺艿降淖枇楹懔?，射穿第一塊鋼板的動(dòng)能損失為，由能量守恒得 1110221221213()2

15、6211222vVvvvmVmvEmvmV 聯(lián)立式，且考慮到 必須大于 ，得 設(shè)子彈射入第二塊鋼板并留在其中，后兩者的共同速度為 ，由動(dòng)量定恒得 損失的動(dòng)能為 13(1)22213(1)22EExxd 聯(lián)立式得 因?yàn)樽訌椩阡摪逯惺艿降淖枇楹懔?，由式可得，射入第二塊鋼板的深度 為 3.(2011天津卷)如圖619所示，圓管構(gòu)成的半圓形豎直軌道固定在水平地面上，軌道半徑為R，MN為直徑且與水平面垂直，直徑略小于圓管內(nèi)徑的小球A以某一初速度沖進(jìn)軌道，到達(dá)半圓軌道最高點(diǎn)M時(shí)與靜止于該處的質(zhì)量與A相同的小球B發(fā)生碰撞，碰后兩球粘在一起飛出軌道，落地點(diǎn)距N為2R.重力加速度為g，忽略圓管內(nèi)徑，空氣阻力及

16、各處摩擦均不計(jì)，求：(1)粘合后的兩球從飛出軌道到落地的時(shí)間t；(2)小球A沖進(jìn)軌道時(shí)速度v的大小圖619 211222RgtRtg粘合后的兩球飛出軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，有 解得 【解析】 1221212222011222222 2AmvAmvmvmgRvmvmvRv tvgR設(shè)球 的質(zhì)量為 ，碰撞前速度大小為 ，把球沖進(jìn)軌道最低點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能定為 ，由機(jī)械能守恒定律知 設(shè)碰撞后粘合在一起的兩球速度大小為 ，由動(dòng)量守恒定律知 飛出軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，有 綜合式得4.(華附綜合測(cè)試)如圖6110所示，在小車(chē)的右端高h(yuǎn)=0.20m的支架上固定著

17、一個(gè)半徑為R的1/4圓弧光滑導(dǎo)軌，一質(zhì)量為m=0.2kg的物體從圓弧的頂端無(wú)摩擦地滑下，離開(kāi)圓弧后剛好落到車(chē)的左端邊沿，車(chē)與支架的總質(zhì)量M=2kg，車(chē)身長(zhǎng)L=0.22m，車(chē)與水平地面間的摩擦不計(jì)，重力加速度g=10m/s2，求：(1)小球離開(kāi)圓弧軌道下降高度h所用的時(shí)間；(2)小球滑到圓弧底端時(shí)小球與車(chē)的速度大小和方向；(3)圓弧半徑R.圖6110 21211220.2s 2hgthtgvv物體滑到圓弧底端后向左做平拋運(yùn)動(dòng)，所以有 所以物體從圓弧的頂端無(wú)摩擦地滑到圓弧的底端過(guò)程中，水平方向沒(méi)有外力設(shè)物體滑到圓弧的底端時(shí)車(chē)速度為 ，物體速度為 ；對(duì)物體與車(chē)構(gòu)成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)【解析】量守恒，1

18、21212100.1m/s()1m/sMvmvLvvtmLvMm tLvvt 物體滑到圓弧底端后車(chē)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體向左做平拋運(yùn)動(dòng)，所以有 解得： 22122212311221 ()20.055mmgRMvmvMvvRmgg物體從圓弧的頂端無(wú)摩擦地滑到圓弧底端過(guò)程，對(duì)物體與車(chē)構(gòu)成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒： 由以上各式代入數(shù)據(jù)解得：5.(2011陜西長(zhǎng)安一中)如圖6111所示，木板A質(zhì)量mA=1kg，足夠長(zhǎng)的木板B質(zhì)量mB=4kg，質(zhì)量為mC=2kg的木塊C置于木板B上，水平地面光滑，B、C之間存在摩擦開(kāi)始時(shí)B、C均靜止，現(xiàn)使A以v0=12m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，與B碰撞后以4m/s速度彈回g取

19、10m/s2，求：(1)B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速率；(2)碰撞后C在B上滑行距離d=2m，求B、C間動(dòng)摩擦因數(shù).圖6111 0104m/sAAABBBABBABm vm vm vv 與 碰后瞬間， 速度最大取向右為正方向，由 、 系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有： 代入數(shù)據(jù)得：【解析】 22 208m/s311 ()22415BBBCCCCBBBCCBCBCm vmmvvm gdm vmmv與 達(dá)到共同速度后，由 、 系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有： 代入數(shù)據(jù)得：6.高凌同學(xué)設(shè)計(jì)一種航模飛機(jī)在空中跟蹤目標(biāo)，當(dāng)航模飛機(jī)離地高h(yuǎn)處時(shí)的速度方向恰好沿水平方向，并以大小為v的速度飛行時(shí)，用航模飛機(jī)上的電磁彈射系統(tǒng)向水平方向的目標(biāo)發(fā)射一枚質(zhì)量為航模飛機(jī)質(zhì)量1/4的彈丸，若在發(fā)射彈丸同時(shí)飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)閉并做平拋運(yùn)動(dòng)，彈丸也沒(méi)有擊中目標(biāo)同時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，發(fā)射后彈丸的速度仍同原來(lái)方向相同，速度大小為3v，那么航模飛機(jī)和彈丸落地點(diǎn)之間的水平距離多少？(忽略空氣阻力)534122352mmvm vmvvvhtghsvtv tvg 航模飛機(jī)發(fā)射彈丸時(shí)間極短，且重力遠(yuǎn)小于彈射力，重力的沖量可忽略，彈丸在發(fā)射瞬間的前后動(dòng)量守恒設(shè)彈丸的質(zhì)量為 ，原方向?yàn)檎较?，則由動(dòng)量守恒定律得：航模飛機(jī)的速度，方向與原方向相同，由平拋運(yùn)動(dòng)知，彈片落地時(shí)間 因此兩塊彈片落地點(diǎn)間的水【解析】平距離