《高考物理创新大一轮（基础课+能力课+实验课）江苏专用课件：第六章 动量守恒定律及应用 能力课 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理创新大一轮（基础课+能力课+实验课）江苏专用课件：第六章 动量守恒定律及应用 能力课 .ppt（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、能力课 动量守恒定律的常见模型 人船 模型 1 人船 模型问题 两个原来静止的物体发发生相互作用时时 若所受外力的矢量和为为零 则动则动量守恒 在相互作用的过过程中 任一时时刻两物体的速度大小之比等于质质量的反比 这这 样样的问题归为问题归为 人船 模型问题问题 例1 如图图1所示 长为长为L 质质量为为M的小船停在静水中 质质量为为m的人从静止 开始从船头头走到船尾 不计计水的阻力 求船和人相对对地面的位移各为为多少 图图1 人船 模型问题应注意以下两点 1 适用条件 系统统由两个物体组组成且相互作用前静止 系统总动统总动 量为为零 在系统统内发发生相对对运动动的过过程中至少有一个方向的动动
2、量守恒 如水平方 向或竖竖直方向 2 画草图图 解题时题时 要画出各物体的位移关系草图图 找出各长长度间间的关系 注意两物体 的位移是相对对同一参考系的位移 子弹打木块 模型 1 模型图 2 模型特点 1 当子弹弹和木块块的速度相等时时木块块的速度最大 两者的相对对位移 子弹弹射入木块块 的深度 取得极值值 2 系统统的动动量守恒 但系统统的机械能不守恒 摩擦力与两者相对对位移的乘积积等 于系统统机械能的减少 当两者的速度相等时时 系统统机械能损损失最大 例2 如图图2所示 质质量m1 0 3 kg的小车车静止在光滑的水平面上 车长车长 L 1 5 m 现现有质质量m2 0 2 kg且可视为质
3、视为质 点的物块块 以水平向右的速度 v0 2 m s从左端滑上小车车 最后在车车面上某处处与小车车保持相对对静止 物 块块与车车面间间的动动摩擦因数 0 5 取g 10 m s2 求 1 物块块在车车面上滑行的时间时间t 2 要使物块块不从小车车右端滑出 物块块滑上小车车左端的速度v0 不超过过多少 图图2 解析 1 设设物块块与小车车的共同速度为为v 以水平向右的方向为为正方向 根据动动量 守恒定律有m2v0 m1 m2 v 设设物块块与车车面间间的滑动动摩擦力为为Ff 对对物块应块应 用动动量定理有 Fft m2v m2v0 又Ff m2g 子弹打木块 模型解题思路 1 应应用系统统的动
4、动量守恒 2 在涉及子弹弹 滑块块 或平板的时间时时间时 优优先考虑虑用动动量定理 3 在涉及子弹弹 滑块块 或平板的位移时时 优优先考虑虑用动动能定理 4 在涉及子弹弹 滑块块 的相对对位移时时 优优先考虑虑用系统统的能量守恒 5 滑块块恰好不滑出时时 有滑块块与平板达到共同速度时时相对对位移为为板长长L 模型特点 对对两个 或两个以上 物体与弹弹簧组组成的系统统在相互作用的过过程中 应应注意以下四点 1 在能量方面 由于弹弹簧的形变变会具有弹弹性势势能 系统统的总动总动能将发发生变变化 若系 统统所受的外力和除弹弹簧弹弹力以外的内力不做功 系统统机械能守恒 2 在相互作用过过程中 系统动统
5、动量守恒 3 弹弹簧处处于最长长 最短 状态时态时两物体速度相等 弹弹性势势能最大 系统满统满足动动量守恒 机械能守恒 4 弹弹簧处处于原长时长时 弹弹性势势能为为零 滑块 弹簧 模型 例3 如图图3所示 A B C三个木块块的质质量均为为m 置于光滑的水平面上 B C之间间有一轻质弹轻质弹 簧 弹弹簧的两端与木块块接触可不固连连 将弹弹簧压紧压紧到不能再压压 缩时缩时用细线细线把B C紧连紧连 使弹弹簧不能伸展 以至于B C可视为视为一个整体 现现A 以初速度v0沿B C的连线连线方向朝B运动动 与B相碰并黏合在一起 以后细线细线突然断 开 弹弹簧伸展 从而使C与A B分离 已知C离开弹弹簧
6、后的速度恰为为v0 求弹弹簧释释 放的势势能 图图3 滑块 弹簧 模型的解题思路 1 应应用系统统的动动量守恒 2 应应用系统统的机械能守恒 3 应应用临临界条件 两滑块块同速时时 弹弹簧的弹弹性势势能最大 1 模型图 圆弧轨道 滑块 小球 模型 例4 如图图4所示 在足够长够长的光滑水平面上有一静止的质质量为为M的斜面 斜面表 面光滑 高度为为h 倾倾角为为 一质质量为为m m M 的小物块块以一定的初速度沿水平面 向左运动动 不计计冲上斜面时时的机械能损损失 如果斜面固定 则则小物块块恰能冲到斜面 的顶顶端 如果斜面不固定 则则小物块块冲上斜面后能达到的最大高度为为 图图4 答案 D 与图
7、图象结结合的动动量守恒定律的应应用型问题问题 动动量守恒定律往往与图图象结结合 比较较常见见的就是速度图图象 位移图图象 解题时题时从 两种图图象中读读出物体运动动的速度或初 末速度并结结合动动量守恒定律作答 典例 2015 全国卷 两滑块块a b沿水平面上同一条直线线运动动 并发发生碰撞 碰撞后两者粘在一起运动动 经过经过一段时间时间后 从光滑路段进进入粗糙路段 两 者的位置x随时间时间t变变化的图图象如图图5所示 求 1 滑块块a b的质质量之比 2 整个运动过动过程中 两滑块块克服摩擦力做的功与因碰撞而损损失的机械能之比 图图5 解析 1 设设a b的质质量分别为别为 m1 m2 a b
8、碰撞前的速度为为v1 v2 由题给图题给图 象 得 v1 2 m s v2 1 m s a b发发生完全非弹弹性碰撞 碰撞后两滑块块的共同速度为为v 由题给图题给图 象得 变式训练 多选选 如图图6所示 a 图图表示光滑平台上的物体A以初速度v0滑到 上表面粗糙的水平小车车上 车车与水平地面间间摩擦力不计计 b 图为图为物体A与小车车 B的v t图图象 由此可知 图图6 A 小车车上表面长长度 B 物体A与小车车B的质质量之比 C A与小车车B上表面的动动摩擦因数 D 小车车B获获得的动动能 答案 BC 1 如图图7 质质量为为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀 速行驶驶 一质质量为为m的救
9、生员员站在船尾 相对对小船静 止 若救生员员以相对对水面速率v水平向左跃跃入水中 则则救生员跃员跃出后小船的速率为为 图图7 答案 C 2 在光滑的水平面上有a b两球 其质质量分别为别为ma mb 两球在t0时时刻发发生正碰 并且在碰撞过过程中无机械能损损失 两球碰撞前后的速度 时间图时间图 象如图图8所示 下列关系正确的是 图图8 A ma mb B ma mb C ma mb D 无法判断 解析 由图图象知a球以一初速度向原来静止的b球运动动 碰后a球反弹弹且速度大小小 于其初速度大小 根据动动量守恒定律 a球的质质量小于b球的质质量 答案 B 3 将一个质质量为为3m的爆竹斜向上抛出
10、到达最高点时时速度大小为为v0 方向水平向东东 在最高点爆炸成质质量不等的两块块 其中一块块的质质量为为2m 速度大小为为v 方向 水平向东东 则则另一块块的速度大小为为 A 3v0 v B 2v0 3v C 3v0 2v D 2v0 v 解析 取水平向东为东为 正方向 爆炸过过程系统动统动 量守恒 3mv0 2mv mux 可得ux 3v0 2v 选项选项 C正确 答案 C 4 如图图9所示 一质质量为为M 3 0 kg的长长木板B放在光滑水平地 面上 在其右端放一个质质量为为m 1 0 kg的小木块块A 给给A和 B以大小均为为4 0 m s 方向相反的初速度 使A开始向左运 动动 B开始向右运动动 A始终终没有滑离B 在A做加速运动动的 时间时间内 B的速度大小可能是 A 1 8 m s B 2 4 m s C 2 8 m s D 3 0 m s 图图9 答案 B
