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

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歡迎進入物理課堂 第2節(jié)動量守恒定律的應(yīng)用 考點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 在同一直線上運動 選定向右為正方向 兩球的動量分別為pa 6kg m s pb 4kg m s 當(dāng)兩球相碰之后 兩球的動量可能是 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 從分析動量守恒入手 解析 由動量守恒定律可知A項不正確 D項b靜止 a向右 與事實不符 故D項錯 B項中a動能不變 b動能增加 總動能增加 故B項錯 答案 C 考點2 爆炸與反沖 例2 拋出的手雷在最高點時的水平速度為10m s 這時突然炸成兩塊 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)手雷原飛行方向為正方向 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的速度向反方向運動 其中負號表示與所設(shè)正方向相反 考點3 多物體系統(tǒng)的動量守恒 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 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 已知ab長度L 16m 現(xiàn)給小物塊C一個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 此時還未與B相碰 求v1的大小 2 A C共同運動一段時間后與B相碰 若已知碰后A被反彈回來 速度大小為0 2m s C最后和B保持相對靜止 求B C最終具有的共同速度v2 解析 1 對物塊C 由動量定理 取向右為正方向 I0 mCv0 0 v0 I0 mC 6m s 從C滑到A的右邊緣的過程中 由于F合 0 所以A C系統(tǒng)動量守恒 以v0方向為正 mCv0 mC mA v1 所以v1 3m s 2 以v0方向為正 A C一起向右運動到與B相碰后 C將滑上B做減速運動 直到與B達到共同的速度 整個過程動量守恒 有 mC mA v1 mAvA mB mC v2 所以v2 1 24m s 題型一 人船模型問題 例4 某人站在靜浮于水面的船上 從某時刻開始人從船頭走向船尾 設(shè)水的阻力不計 那么在這段時間內(nèi)關(guān)于人和船的運動情況判斷錯誤的是 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 兩者動量總和總是為零D 當(dāng)人從船頭走到船尾停止運動后 船由于慣性還會繼續(xù)后退一段距離 故人前進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選項的判斷錯誤 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)生相對運動的過程中 至少有一個方向動量守恒 如水平方向或豎直方向 3 畫出各物體位移關(guān)系的草圖 找出各長度間的關(guān)系式 人船模型 在實際應(yīng)用中有許多變化 正確遷移 靈活運用是關(guān)鍵 題型二 多過程多物體的動量守恒 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 以25m s的水平初速度開始在A的表面滑動 銅塊最后停在B上 B與C一起以2 5m s的速度共同前進 求 1 木塊A最后的速度vA 2 C離開A時的速度vC 圖13 2 3 點評 解決多個過程動量守恒的問題 一是動量守恒的系統(tǒng)和過程如何確定 二是碰撞后的各個物體的運動狀態(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 長度為L bc為一光滑斜面 斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長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點向左運動 在斜面上上升的最大高度為h 返回后在到達a點前與物體P相對靜止 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點的距離s 圖13 2 4 2 2011 新課標(biāo) 如圖13 2 5 A B C三個木塊的質(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用細線把BC緊連 使彈簧不能伸展 以至于B C可視為一個整體 現(xiàn)A以初速v0沿B C的連線方向朝B運動 與B相碰并粘合在一起 以后細線突然斷開 彈簧伸展 從而使C與A B分離 已知C離開彈簧后的速度恰為v0 求彈簧釋放的勢能 圖13 2 5 3 2010 重慶理綜 某興趣小組用如圖13 2 6所示的裝置進行實驗研究 他們在水平桌面上固定一內(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 物塊均在杯的軸線上 物塊與板間動摩擦因數(shù)為 不計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 求F應(yīng)滿足的條件 2 如果對板施加的指向圓心的水平外力是作用時間極短的較大沖擊力 沖量為I I應(yīng)滿足什么條件才能使物塊從板上掉下 物塊從開始運動到掉下時的位移s為多少 根據(jù)s與I的關(guān)系式說明要使s更小 沖量應(yīng)如何改變 4 2010 貴陽模擬 一人坐在靜止于冰面上的小車上 人與車的總質(zhì)量M 70kg 當(dāng)他接到一個質(zhì)量m 20kg 以速度v0 5m s迎面滑來的木箱后 立即相對于自己以v 5m s的速度逆著木箱原來滑行的方向推出木箱 不計冰面阻力 則小車獲得的速度是多大 5 2010 長沙調(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同時由軌道左 右最高點釋放 二者碰后粘在一起向上運動 最高能上升到軌道M點 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 為了防止沖撞 大物體將小物體發(fā)射出去 小物體和沖來的物體碰撞后粘合在一起 問小物體發(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 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全