【学海导航】高三物理一轮复习 第13章 第2节 动量守恒定律的应用课件 新人教版.ppt

第2节动量守恒定律的应用 考点1 碰撞 例1 如图13 2 1所示 在光滑水平面上有直径相同的a b两球 在同一直线上运动 选定向右为正方向 两球的动量分别为pa 6kg m s pb 4kg m s 当两球相碰之后 两球的动量可能是 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 图13 2 1 切入点 从分析动量守恒入手 解析 由动量守恒定律可知a项不正确 d项b静止 a向右 与事实不符 故d项错 b项中a动能不变 b动能增加 总动能增加 故b项错 答案 c 考点2 爆炸与反冲 例2 抛出的手雷在最高点时的水平速度为10m s 这时突然炸成两块 其中大块质量300g仍按原方向飞行 其速度测得为50m s 另一小块质量为200g 求它的速度的大小和方向 解析 设手雷原飞行方向为正方向 则整体初速度v0 10m s m1 0 3kg的大块速度为v1 50m s m2 0 2kg的小块速度为v2 方向不清 暂设为正方向 由动量守恒定律 m1 m2 v0 m1v1 m2v2 代入数据解得 v2 50m s 此结果表明 质量为200g的那部分以50m s的速度向反方向运动 其中负号表示与所设正方向相反 考点3 多物体系统的动量守恒 例3 如图13 2 2所示 ma 1kg mb 4kg 小物块mc 1kg ab dc段均光滑 且dc段足够长 物体a b上表面粗糙 最初均处于静止 小物块c静止在a点 已知ab长度l 16m 现给小物块c一个水平向右的瞬间冲量i0 6n s 图13 2 2 1 当c滑上a后 若刚好在a的右边缘与a具有共同的速度v1 此时还未与b相碰 求v1的大小 2 a c共同运动一段时间后与b相碰 若已知碰后a被反弹回来 速度大小为0 2m s c最后和b保持相对静止 求b c最终具有的共同速度v2 解析 1 对物块c 由动量定理 取向右为正方向 i0 mcv0 0 v0 i0 mc 6m s 从c滑到a的右边缘的过程中 由于f合 0 所以a c系统动量守恒 以v0方向为正 mcv0 mc ma v1 所以v1 3m s 2 以v0方向为正 a c一起向右运动到与b相碰后 c将滑上b做减速运动 直到与b达到共同的速度 整个过程动量守恒 有 mc ma v1 mava mb mc v2 所以v2 1 24m s 题型一 人船模型问题 例4 某人站在静浮于水面的船上 从某时刻开始人从船头走向船尾 设水的阻力不计 那么在这段时间内关于人和船的运动情况判断错误的是 a 人匀速行走 船匀速后退 两者速度大小与它们的质量成反比b 人加速行走 船加速后退 而且加速度大小与它们的质量成反比c 人走走停停 船退退停停 两者动量总和总是为零d 当人从船头走到船尾停止运动后 船由于惯性还会继续后退一段距离 故人前进的速度跟船后退的速度大小总跟它们的质量成反比 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的判断是正确的 由于人和船间的相互作用力大小相等 由牛顿第二定律知 m人a人 ma船 即人和船的加速度大小跟它们的质量成反比 b的判断正确 d选项的判断错误 应选d 答案 d 思维拓展 利用 人船模型 解题的基本思路 1 先判断初速度是否为零 若初速度不为零 则此式不成立 2 判断在系统发生相对运动的过程中 至少有一个方向动量守恒 如水平方向或竖直方向 3 画出各物体位移关系的草图 找出各长度间的关系式 人船模型 在实际应用中有许多变化 正确迁移 灵活运用是关键 题型二 多过程多物体的动量守恒 例5 如图13 2 3所示 在光滑的水平面上有两块并列放置的木块a与b 已知a的质量是500g b的质量是300g 有一质量为80g的小铜块c 可视为质点 以25m s的水平初速度开始在a的表面滑动 铜块最后停在b上 b与c一起以2 5m s的速度共同前进 求 1 木块a最后的速度va 2 c离开a时的速度vc 图13 2 3 点评 解决多个过程动量守恒的问题 一是动量守恒的系统和过程如何确定 二是碰撞后的各个物体的运动状态如何确定 1 2011 海南 一质量为2m的物体p静止于光滑水平地面上 其截面如图13 2 4所示 图中ab为粗糙的水平面 长度为l bc为一光滑斜面 斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接 现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动 在斜面上上升的最大高度为h 返回后在到达a点前与物体p相对静止 重力加速度为g 求 1 木块在ab段受到的摩擦力f 2 木块最后距a点的距离s 图13 2 4 2 2011 新课标 如图13 2 5 a b c三个木块的质量均为m 置于光滑的水平面上 b c之间有一轻质弹簧 弹簧的两端与木块接触而不固连 将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把bc紧连 使弹簧不能伸展 以至于b c可视为一个整体 现a以初速v0沿b c的连线方向朝b运动 与b相碰并粘合在一起 以后细线突然断开 弹簧伸展 从而使c与a b分离 已知c离开弹簧后的速度恰为v0 求弹簧释放的势能 图13 2 5 3 2010 重庆理综 某兴趣小组用如图13 2 6所示的装置进行实验研究 他们在水平桌面上固定一内径为d的圆柱形玻璃杯 杯口上放置一直径为3d 2 质量为m的匀质薄圆板 板上放一质量为2m的小物块 板中心 物块均在杯的轴线上 物块与板间动摩擦因数为 不计板与杯口之间的摩擦力 重力加速度为g 不考虑板翻转 图13 2 6 1 对板施加指向圆心的水平外力f 设物块与板间最大静摩擦力为fmax 若物块能在板上滑动 求f应满足的条件 2 如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力 冲量为i i应满足什么条件才能使物块从板上掉下 物块从开始运动到掉下时的位移s为多少 根据s与i的关系式说明要使s更小 冲量应如何改变 4 2010 贵阳模拟 一人坐在静止于冰面上的小车上 人与车的总质量m 70kg 当他接到一个质量m 20kg 以速度v0 5m s迎面滑来的木箱后 立即相对于自己以v 5m s的速度逆着木箱原来滑行的方向推出木箱 不计冰面阻力 则小车获得的速度是多大 5 2010 长沙调研 半圆形光滑轨道固定在水平地面上 如图13 2 7所示 并使其轨道平面与地面垂直 物体m1 m2同时由轨道左 右最高点释放 二者碰后粘在一起向上运动 最高能上升到轨道m点 已知om与竖直方向夹角为60 则两物体的质量之比m1 m2为 图13 2 7 c