高考物理一輪復(fù)習(xí)課件（湖南專(zhuān)版）第13章第2節(jié)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第2節(jié)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用 考點(diǎn)1 碰撞 例1 如圖13 2 1所示 在光滑水平面上有直徑相同的a b兩球 在同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng) 選定向右為正方向 兩球的動(dòng)量分別為pa 6kg m s pb 4kg m s 當(dāng)兩球相碰之后 兩球的動(dòng)量可能是 A pa 6kg m s pb 4kg m sB pa 6kg m s pb 8kg m sC pa 4kg m s pb 6kg m sD pa 2kg m s pb 0 圖13 2 1 切入點(diǎn) 從分析動(dòng)量守恒入手 解析 由動(dòng)量守恒定律可知A項(xiàng)不正確 D項(xiàng)b靜止 a向右 與事實(shí)不符 故D項(xiàng)錯(cuò) B項(xiàng)中a動(dòng)能不變 b動(dòng)能增加 總動(dòng)能增加 故B項(xiàng)錯(cuò) 答案 C 考點(diǎn)2 爆炸與反沖 例2 拋出的手雷在最高點(diǎn)時(shí)的水平速度為10m s 這時(shí)突然炸成兩塊 其中大塊質(zhì)量300g仍按原方向飛行 其速度測(cè)得為50m s 另一小塊質(zhì)量為200g 求它的速度的大小和方向 解析 設(shè)手雷原飛行方向?yàn)檎较?則整體初速度v0 10m s m1 0 3kg的大塊速度為v1 50m s m2 0 2kg的小塊速度為v2 方向不清 暫設(shè)為正方向 由動(dòng)量守恒定律 m1 m2 v0 m1v1 m2v2 代入數(shù)據(jù)解得 v2 50m s 此結(jié)果表明 質(zhì)量為200g的那部分以50m s的速度向反方向運(yùn)動(dòng) 其中負(fù)號(hào)表示與所設(shè)正方向相反 考點(diǎn)3 多物體系統(tǒng)的動(dòng)量守恒 例3 如圖13 2 2所示 mA 1kg mB 4kg 小物塊mC 1kg ab dc段均光滑 且dc段足夠長(zhǎng) 物體A B上表面粗糙 最初均處于靜止 小物塊C靜止在a點(diǎn) 已知ab長(zhǎng)度L 16m 現(xiàn)給小物塊C一個(gè)水平向右的瞬間沖量I0 6N s 圖13 2 2 1 當(dāng)C滑上A后 若剛好在A的右邊緣與A具有共同的速度v1 此時(shí)還未與B相碰 求v1的大小 2 A C共同運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與B相碰 若已知碰后A被反彈回來(lái) 速度大小為0 2m s C最后和B保持相對(duì)靜止 求B C最終具有的共同速度v2 解析 1 對(duì)物塊C 由動(dòng)量定理 取向右為正方向 I0 mCv0 0 v0 I0 mC 6m s 從C滑到A的右邊緣的過(guò)程中 由于F合 0 所以A C系統(tǒng)動(dòng)量守恒 以v0方向?yàn)檎?mCv0 mC mA v1 所以v1 3m s 2 以v0方向?yàn)檎?A C一起向右運(yùn)動(dòng)到與B相碰后 C將滑上B做減速運(yùn)動(dòng) 直到與B達(dá)到共同的速度 整個(gè)過(guò)程動(dòng)量守恒 有 mC mA v1 mAvA mB mC v2 所以v2 1 24m s 題型一 人船模型問(wèn)題 例4 某人站在靜浮于水面的船上 從某時(shí)刻開(kāi)始人從船頭走向船尾 設(shè)水的阻力不計(jì) 那么在這段時(shí)間內(nèi)關(guān)于人和船的運(yùn)動(dòng)情況判斷錯(cuò)誤的是 A 人勻速行走 船勻速后退 兩者速度大小與它們的質(zhì)量成反比B 人加速行走 船加速后退 而且加速度大小與它們的質(zhì)量成反比C 人走走停停 船退退停停 兩者動(dòng)量總和總是為零D 當(dāng)人從船頭走到船尾停止運(yùn)動(dòng)后 船由于慣性還會(huì)繼續(xù)后退一段距離 故人前進(jìn)的速度跟船后退的速度大小總跟它們的質(zhì)量成反比 但人的速度和船的速度成正比 故人走船走 人快船快 人慢船慢 人停船停 即A C的判斷是正確的 由于人和船間的相互作用力大小相等 由牛頓第二定律知 m人a人 Ma船 即人和船的加速度大小跟它們的質(zhì)量成反比 B的判斷正確 D選項(xiàng)的判斷錯(cuò)誤 應(yīng)選D 答案 D 思維拓展 利用 人船模型 解題的基本思路 1 先判斷初速度是否為零 若初速度不為零 則此式不成立 2 判斷在系統(tǒng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 至少有一個(gè)方向動(dòng)量守恒 如水平方向或豎直方向 3 畫(huà)出各物體位移關(guān)系的草圖 找出各長(zhǎng)度間的關(guān)系式 人船模型 在實(shí)際應(yīng)用中有許多變化 正確遷移 靈活運(yùn)用是關(guān)鍵 題型二 多過(guò)程多物體的動(dòng)量守恒 例5 如圖13 2 3所示 在光滑的水平面上有兩塊并列放置的木塊A與B 已知A的質(zhì)量是500g B的質(zhì)量是300g 有一質(zhì)量為80g的小銅塊C 可視為質(zhì)點(diǎn) 以25m s的水平初速度開(kāi)始在A的表面滑動(dòng) 銅塊最后停在B上 B與C一起以2 5m s的速度共同前進(jìn) 求 1 木塊A最后的速度vA 2 C離開(kāi)A時(shí)的速度vC 圖13 2 3 點(diǎn)評(píng) 解決多個(gè)過(guò)程動(dòng)量守恒的問(wèn)題 一是動(dòng)量守恒的系統(tǒng)和過(guò)程如何確定 二是碰撞后的各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何確定 1 2011 海南 一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上 其截面如圖13 2 4所示 圖中ab為粗糙的水平面 長(zhǎng)度為L(zhǎng) bc為一光滑斜面 斜面和水平面通過(guò)與ab和bc均相切的長(zhǎng)度可忽略的光滑圓弧連接 現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng) 在斜面上上升的最大高度為h 返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體P相對(duì)靜止 重力加速度為g 求 1 木塊在ab段受到的摩擦力f 2 木塊最后距a點(diǎn)的距離s 圖13 2 4 2 2011 新課標(biāo) 如圖13 2 5 A B C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m 置于光滑的水平面上 B C之間有一輕質(zhì)彈簧 彈簧的兩端與木塊接觸而不固連 將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線(xiàn)把BC緊連 使彈簧不能伸展 以至于B C可視為一個(gè)整體 現(xiàn)A以初速v0沿B C的連線(xiàn)方向朝B運(yùn)動(dòng) 與B相碰并粘合在一起 以后細(xì)線(xiàn)突然斷開(kāi) 彈簧伸展 從而使C與A B分離 已知C離開(kāi)彈簧后的速度恰為v0 求彈簧釋放的勢(shì)能 圖13 2 5 3 2010 重慶理綜 某興趣小組用如圖13 2 6所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究 他們?cè)谒阶烂嫔瞎潭ㄒ粌?nèi)徑為d的圓柱形玻璃杯 杯口上放置一直徑為3d 2 質(zhì)量為m的勻質(zhì)薄圓板 板上放一質(zhì)量為2m的小物塊 板中心 物塊均在杯的軸線(xiàn)上 物塊與板間動(dòng)摩擦因數(shù)為 不計(jì)板與杯口之間的摩擦力 重力加速度為g 不考慮板翻轉(zhuǎn) 圖13 2 6 1 對(duì)板施加指向圓心的水平外力F 設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為fmax 若物塊能在板上滑動(dòng) 求F應(yīng)滿(mǎn)足的條件 2 如果對(duì)板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力 沖量為I I應(yīng)滿(mǎn)足什么條件才能使物塊從板上掉下 物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移s為多少 根據(jù)s與I的關(guān)系式說(shuō)明要使s更小 沖量應(yīng)如何改變 4 2010 貴陽(yáng)模擬 一人坐在靜止于冰面上的小車(chē)上 人與車(chē)的總質(zhì)量M 70kg 當(dāng)他接到一個(gè)質(zhì)量m 20kg 以速度v0 5m s迎面滑來(lái)的木箱后 立即相對(duì)于自己以v 5m s的速度逆著木箱原來(lái)滑行的方向推出木箱 不計(jì)冰面阻力 則小車(chē)獲得的速度是多大 5 2010 長(zhǎng)沙調(diào)研 半圓形光滑軌道固定在水平地面上 如圖13 2 7所示 并使其軌道平面與地面垂直 物體m1 m2同時(shí)由軌道左 右最高點(diǎn)釋放 二者碰后粘在一起向上運(yùn)動(dòng) 最高能上升到軌道M點(diǎn) 已知OM與豎直方向夾角為60 則兩物體的質(zhì)量之比m1 m2為 圖13 2 7 C 6 如圖13 2 8所示 總質(zhì)量為M的大小兩物體 靜止在光滑水平面上 質(zhì)量為m的小物體和大物體間有壓縮著的彈簧 另有質(zhì)量為2m的物體以v0速度向右沖來(lái) 為了防止沖撞 大物體將小物體發(fā)射出去 小物體和沖來(lái)的物體碰撞后粘合在一起 問(wèn)小物體發(fā)射的速度至少應(yīng)多大 才能使它們不再碰撞 圖13 2 8 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全