《浙江省桐乡市高级中学高考物理一轮复习课件：动量守恒定律 （共39张PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省桐乡市高级中学高考物理一轮复习课件：动量守恒定律 （共39张PPT）（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、动量守恒定律的应用 基本概念 1 动量守恒定律的表述 2 动量守恒定律成立的条件 3 应用动量守恒定律的注意点 4 动量守恒定律的重要意义简单应用例1 01年全国17 例2 例3 04年北京24 练习 例4 综合应用87年高考 例5例6 例7 例8 例9 例10 00年高考2295高考04年江苏1804年青海2504年广西1704年全国理综实验题例11练习2 动量守恒定律的应用 1 动量守恒定律的表述 一个系统不受外力或者受外力之和为零 这个系统的总动量保持不变 即 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 2 动量守恒定律成立的条件 系统不受外力或者所受外力之和为零 系统受外力 但外力远小于内
2、力 可以忽略不计 系统在某一个方向上所受的合外力为零 则该方向上动量守恒 全过程的某一阶段系统受的合外力为零 则该阶段系统动量守恒 3 应用动量守恒定律的注意点 1 注意动量守恒定律的适用条件 2 特别注意动量守恒定律的矢量性 要规定正方向 已知量跟规定正方向相同的为正值 相反的为负值 求出的未知量是正值 则跟规定正方向相同 求出的未知量是负值 则跟规定正方向相反 3 注意参与相互作用的对象和过程 4 注意动量守恒定律的优越性和广泛性 优越性 跟过程的细节无关例A 例B广泛性 不仅适用于两个物体的系统 也适用于多个物体的系统 不仅适用于正碰 也适用于斜碰 不仅适用于低速运动的宏观物体 也适用于
3、高速运动的微观物体 5 注意速度的同时性和相对性 同时性指的是公式中的v1 v2必须是相互作用前同一时刻的速度 v1 v2 必须是相互作用后同一时刻的速度 相对性指的是公式中的所有速度都是相对于同一参考系的速度 一般以地面为参考系 相对于抛出物体的速度应是抛出后物体的速度 例C 例D 例A 质量均为M的两船A B静止在水面上 A船上有一质量为m的人以速度v1跳向B船 又以速度v2跳离B船 再以v3速度跳离A船 如此往返10次 最后回到A船上 此时A B两船的速度之比为多少 解 动量守恒定律跟过程的细节无关 对整个过程 由动量守恒定律 M m v1 Mv2 0 v1 v2 M M m 例B 质量
4、为50kg的小车静止在光滑水平面上 质量为30kg的小孩以4m s的水平速度跳上小车的尾部 他又继续跑到车头 以2m s的水平速度 相对于地 跳下 小孩跳下后 小车的速度多大 解 动量守恒定律跟过程的细节无关 对整个过程 以小孩的运动速度为正方向 由动量守恒定律 mv1 mv2 MV V m v1 v2 M 60 50 1 2m s 小车的速度跟小孩的运动速度方向相同 例C 一个人坐在光滑的冰面的小车上 人与车的总质量为M 70kg 当他接到一个质量为m 20kg以速度v 5m s迎面滑来的木箱后 立即以相对于自己u 5m s的速度逆着木箱原来滑行的方向推出 求小车获得的速度 解 整个过程动量
5、守恒 但是速度u为相对于小车的速度 v箱对地 u箱对车 V车对地 u V 规定木箱原来滑行的方向为正方向 对整个过程由动量守恒定律 mv MV mv箱对地 MV m u V 注意u 5m s 代入数字得 V 20 9 2 2m s 方向跟木箱原来滑行的方向相同 例D 一个质量为M的运动员手里拿着一个质量为m的物体 踏跳后以初速度v0与水平方向成 角向斜上方跳出 当他跳到最高点时将物体以相对于运动员的速度为u水平向后抛出 问 由于物体的抛出 使他跳远的距离增加多少 解 跳到最高点时的水平速度为v0cos 抛出物体相对于地面的速度为 v物对地 u物对人 v人对地 u v 规定向前为正方向 在水平方
6、向 由动量守恒定律 M m v0cos Mv m v u v v0cos mu M m v mu M m 平抛的时间t v0sin g 增加的距离为 火车机车拉着一列车厢以v0速度在平直轨道上匀速前进 在某一时刻 最后一节质量为m的车厢与前面的列车脱钩 脱钩后该车厢在轨道上滑行一段距离后停止 机车和前面车厢的总质量M不变 设机车牵引力不变 列车所受运动阻力与其重力成正比 与其速度无关 则当脱离了列车的最后一节车厢停止运动的瞬间 前面机车和列车的速度大小等于 例1 解 由于系统 m M 的合外力始终为0 由动量守恒定律 m M v0 MV V m M v0 M m M v0 M 12分 质量为M
7、的小船以速度V0行驶 船上有两个质量皆为m的小孩a和b 分别静止站在船头和船尾 现小孩a沿水平方向以速率 相对于静止水面 向前跃入水中 然后小孩b沿水平方向以同一速率 相对于静止水面 向后跃入水中 求小孩b跃出后小船的速度 解 设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为V 根据动量守恒定律 有 平直的轨道上有一节车厢 车厢以12m s的速度做匀速直线运动 某时刻与一质量为其一半的静止的平板车挂接时 车厢顶边缘上一个小钢球向前滚出 如图所示 平板车与车厢顶高度差为1 8m 设平板车足够长 求钢球落在平板车上何处 g取10m s2 例2 解 两车挂接时 因挂接时间很短 可以认为小钢球速度不变 以两车为对象
8、 碰后速度为v 由动量守恒可得Mv0 M M 2 v v 2v0 3 8m s 钢球落到平板车上所用时间为 t时间内平板车移动距离 s1 vt 4 8m t时间内钢球水平飞行距离s2 v0t 7 2m 则钢球距平板车左端距离x s2 s1 2 4m 题目 有一质量为m 20千克的物体 以水平速度v 5米 秒的速度滑上静止在光滑水平面上的小车 小车质量为M 80千克 物体在小车上滑行距离 L 4米后相对小车静止 求 1 物体与小车间的滑动摩擦系数 2 物体相对小车滑行的时间内 小车在地面上运动的距离 例3 解 画出运动示意图如图示 由动量守恒定律 m M V mv V 1m s 由能量守恒定律
9、mgL 1 2 mv2 1 2 m M V2 0 25 对小车 mgS 1 2 MV2 S 0 8m 20分 对于两物体碰撞前后速度在同一直线上 且无机械能损失的碰撞过程 可以简化为如下模型 A B两物体位于光滑水平面上 仅限于沿同一直线运动 当它们之间的距离大于等于某一定值d时 相互作用力为零 当它们之间的距离小于d时 存在大小恒为F的斥力 设A物休质量m1 1 0kg 开始时静止在直线上某点 B物体质量m2 3 0kg 以速度v0从远处沿该直线向A运动 如图所示 若d 0 10m F 0 60N v0 0 20m s 求 1 相互作用过程中A B加速度的大小 2 从开始相互作用到A B间的
10、距离最小时 系统 物体组 动能的减少量 3 A B间的最小距离 解 1 2 两者速度相同时 距离最近 由动量守恒 3 根据匀变速直线运动规律 v1 a1tv2 v0 a2t 当v1 v2时解得A B两者距离最近时所用时间 t 0 25s s1 a1t2 s2 v0t a2t2 s s1 d s2 将t 0 25s代入 解得A B间的最小距离 smin 0 075m 题目 练习 如图所示 一质量为M 0 98kg的木块静止在光滑的水平轨道上 水平轨道右端连接有半径为R 0 1m的竖直固定光滑圆弧形轨道 一颗质量为m 20g的子弹以速度v0 200m s的水平速度射入木块 并嵌入其中 g取10m
11、s2 求 1 子弹嵌入木块后 木块速度多大 2 木块上升到最高点时对轨道的压力的大小 解 由动量守恒定律mv0 M m V V 4m s 由机械能守恒定律 运动到最高点时的速度为vt 1 2m1vt2 2m1gR 1 2m1V2式中m1 M m vt2 V2 4gR 12 由牛顿第二定律mg N mvt2 R N 110N 由牛顿第三定律 对轨道的压力为110N 如图所示 光滑水平面上质量为m1 2kg的物块以v0 2m s的初速冲向质量为m2 6kg静止的光滑圆弧面斜劈体 求 例4 1 物块m1滑到最高点位置时 二者的速度 2 物块m1从圆弧面滑下后 二者速度 解 1 由动量守恒得 m1V0
12、 m1 m2 V V m1V0 m1 m2 0 5m s 2 由弹性碰撞公式 如下图所示 在水平光滑桌面上放一质量为M的玩具小车 在小车的平台 小车的一部分 上有一质量可以忽略的弹簧 一端固定在平台上 另一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离用细线捆住 用手将小车固定在桌面上 然后烧断细线 小球就被弹出 落在车上A点 OA s 如果小车不固定而烧断细线 球将落在车上何处 设小车足够长 球不至落在车外 下页 解 当小车固定不动时 设平台高h 小球弹出时的速度大小为v 则由平抛运动可知s vt v2 gs2 2h 1 当小车不固定时 设小球弹出时相对于地面的速度大小为v 车速的大小为V 由动量守恒
13、可知 mv MV 2 因为两次的总动能是相同的 所以有 题目 下页 设小球相对于小车的速度大小为v 则 设小球落在车上A 处 由平抛运动可知 由 1 2 3 4 5 解得 题目 上页 如图所示 M 2kg的小车静止在光滑的水平面上 车面上AB段是长L 1m的粗糙平面 BC部分是半径R 0 6m的光滑1 4圆弧轨道 今有一质量m 1kg的金属块静止在车面的A端 金属块与AB面的动摩擦因数 0 3 若给m施加一水平向右 大小为I 5N s的瞬间冲量 g取10m s2 求 金属块能上升的最大高度h小车能获得的最大速度V1金属块能否返回到A点 若能到A点 金属块速度多大 例5 解 I mv0v0 I
14、m 5 1 5m s 1 到最高点有共同速度水平V 由动量守恒定律mv0 m M V V 5 3m s 由能量守恒定律1 2mv02 1 2 m M V2 mgL mgh h 0 53m 2 当物体m由最高点返回到B点时 小车速度V2最大 由动量守恒定律mv0 mv1 MV1 5 由能量守恒定律1 2mv02 1 2mv12 1 2MV12 mgL 解得 V1 3m s 向右 v1 1m s 向左 思考 若R 0 4m 前两问结果如何 3 设金属块从B向左滑行s后相对于小车静止 速度为V 由动量守恒定律mv0 m M VV 5 3m s 由能量守恒定律1 2mv02 1 2 m M V2 mg
15、 L s 解得 s 16 9m L 1m能返回到A点 由动量守恒定律mv0 mv2 MV2 5 由能量守恒定律1 2mv02 1 2mv22 1 2MV22 2 mgL 解得 V2 2 55m s 向右 v2 0 1m s 向左 甲乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏 甲和他的冰车的总质量共为M 30kg 乙和他的冰车的总质量也是30kg 游戏时 甲推着一质量为m 15km的箱子 和他一起以大小为v0 2m s的速度滑行 乙以同样大小的速度迎面滑来 为了避免相撞 甲突然将箱子沿冰面推给乙 箱子到乙处时乙迅速把它抓住 若不计冰面的摩擦力 求甲至少要以多大的速度 相对于地面 将箱子推出 才能避免和
16、乙相碰 例6 解 由动量守恒定律 向右为正 对甲 乙和箱 M M m V1 M m M V0 对甲和箱 向右为正 M m V0 MV1 mvx 对乙和箱 MV0 mvx M m V1 VX 5 2m sV1 0 4m s 题目 如图所示 在光滑水平面上有两个并排放置的木块A和B 已知mA 500克 mB 300克 有一质量为80克的小铜块C以25米 秒的水平初速开始 在A表面滑动 由于C与A B间有摩擦 铜块C最后停在B上 B和C一起以2 5米 秒的速度共同前进 求 a 木块A的最后速度vA b C在离开A时速度vC 解 画出示意图如图示 对ABC三个物体组成的系统 由动量守恒定律 从开始到最后的整个过程 mCv0 mAvA mB mC vBC 80 25 500 vA 380 2 5 vA 2 1m s 从开始到C刚离开A的过程 mCv0 mCvC mA mB vA 80 25 80 vC 800 2 1 vC 4m s 例7 光滑的水平桌面上有一质量m3 5kg 长L 2m的木板C 板两端各有块挡板 在板C的正中央并排放着两个可视为质点的滑块A和B 质量分别为m1 1kg m2 4
