《高中物理 专题2 动量守恒定律的理解和应用复习学案 新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 专题2 动量守恒定律的理解和应用复习学案 新人教版选修3-5（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题2 动量守恒定律的理解和应用一、动量守恒的判断1研究对象都是相互作用的物体组成的系统系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系2分析系统内物体受力时，要弄清哪些是系统的内力，哪些是系统外的物体对系统的作用力3有些系统所受外力之和不为零，但外力比相互作用的内力小得多，可忽略外力的影响，系统动量守恒4系统整体上不满足动量守恒条件，但在某一特定方向上满足动量守恒条件，则系统在这一方向上动量守恒复习过关1. (多选)如图1所示，A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上，木块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行，最后停在B木块的右端，对此过程，下列叙述正确的是
2、()图1A当C在A上滑行时，A、C组成的系统动量守恒B当C在B上滑行时，B、C组成的系统动量守恒C无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C三物块组成的系统动量都守恒D当C在B上滑行时，A、B、C组成的系统动量不守恒答案BC解析当C在A上滑行时，对A、C组成的系统，B对A的作用力为外力，不等于0，故系统动量不守恒，选项A错误；当C在B上滑行时，A、B已分离，对B、C组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，选项B正确；若将A、B、C三木块视为一系统，则沿水平方向无外力作用，系统动量守恒，选项C正确，选项D错误2. (多选)如图2所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球拉开一定的
3、角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中()图2A小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒B小球向左摆动时，小车向右运动，且系统在水平方向上动量守恒C小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零D在任意时刻，小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反答案BD解析以小球和小车组成的系统为研究对象，在水平方向上不受外力的作用，所以系统在水平方向上动量守恒由于初始状态小车与小球均静止，所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零，要么大小相等、方向相反，所以A、C错，B、D对二、动量守恒定律的理解和应用1表达式m1v1m2v2m1v1m2v2的理解(1)表达式为矢量式，解
4、题时应选择正方向，通过正负来表示方向，将矢量运算转换为代数运算(2)表达式中的速度应对应同一参考系，一般选地面为参考系2应用动量守恒定律解题的步骤(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；(2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)；(3)规定正方向，确定初、末状态的动量；(4)由动量守恒定律列出方程；(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明复习过关3如图3所示，两个质量相等的物体A、B从同一高度沿倾角不同的两光滑斜面由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中，下列说法正确的是()图3A两物体所受重力的冲量相同B两物体所受合外力的冲量相同C两物体
5、到达斜面底端时的动量不同D两物体动量的变化量相同答案C解析两物体沿斜面运动的时间不同，故重力的冲量mgt不同，选项A错；两斜面倾角不同，两物体到达斜面底端时的动量方向不同，两物体动量的变化量方向不同，由动量定理知，它们所受合外力的冲量不同，故选项B、D错误，C正确4满载沙子总质量为M的小车，在光滑水平面上做匀速运动，速度为v0.行驶途中，有质量为m的沙子从小车上漏掉，则沙子漏掉时瞬小车的速度应为()Av0 B.C. D.答案A解析由于惯性，沙子漏掉时，水平方向有和小车相同的速度由水平方向动量守恒知小车速度不变，故A项正确5(多选)如图4所示，小车放在光滑水平面上，A、B两人站在小车的两端，这两
6、人同时开始相向行走，发现小车向左运动，分析小车运动的原因可能是()图4AA、B质量相等，但A比B速率大BA、B质量相等，但A比B速率小CA、B速率相等，但A比B的质量大DA、B速率相等，但A比B的质量小答案AC解析A、B两人及小车组成的系统动量守恒，则mAvAmBvBmCvC0，得mAvAmBvB0.所以A、C正确6.如图5所示，光滑水平面上静止放置一辆平板车A，车上有两个小滑块B和C，A、B、C三者的质量分别是3m、2m、m.B与车板之间的动摩擦因数为，而C与车板之间的动摩擦因数为2.开始时B、C分别从车板的左、右两端同时以大小相同的初速度v0相向滑行已知滑块B、C最后都没有脱离平板车，则车
7、的最终速度是()图5A.v0 B.v0 C.v0 D0答案B解析设水平向右为正方向，因为水平面光滑，三个物体组成的系统动量守恒，系统最终的速度为v车，所以2mv0mv0(3m2mm)v车，解得v车v0，选项B正确7.如图6所示，甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶，速率均为v06 m/s.甲车上有质量m1 kg的小球若干个，甲和他的车及所带小球总质量M150 kg，乙和他的车总质量M230 kg.甲不断地将小球一个一个地以v16.5 m/s的水平速度(相对于地面)抛向乙，并被乙接住问：甲至少要抛出多少个小球，才能保证两车不会相碰？图6答案15个解析两车不相碰的临界条件是它们最终的
8、速度(对地)相同，由甲、乙和他们的车及所有小球组成的系统动量守恒，以甲运动方向为正方向，有M1v0M2v0(M1M2)v再以甲和他的车及所有小球组成的系统为研究对象，同样有M1v0(M1nm)vnmv联立解得n15个8如图7所示，光滑水平面上有三个木块A、B、C，质量分别为mAmC2m、mBm，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与木块不拴接)开始时A、B以共同速度v0运动，C静止某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三木块速度恰好相同，求B与C碰撞前B的速度图7答案解析细绳断开后，在弹簧弹力的作用下，A做减速运动，B做加速运动，最终三者以共同速度向右运动
9、，设共同速度为v，A和B分开后，B的速度为vB，对三个木块组成的系统，整个过程总动量守恒，取v0的方向为正方向，则有(mAmB)v0(mAmBmC)v对A、B两个木块，分开过程满足动量守恒，则有(mAmB)v0mAvmBvB联立以上两式可得：B与C碰撞前B的速度为vB.三、动量守恒实验复习过关9为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：图8用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1m2)；如图8所示，安装好实验装置将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端先不放小球m2，让
10、小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点是图中的_点，m2的落点是图中的_点(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式_，则说明碰撞中动量守恒(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞答案(1)DF(2)m
11、1m1m2(3)m1LEm1LDm2LF解析(1)因为小球m1和m2发生碰撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，两球都做平抛运动，由平抛运动规律不难判断出碰撞后m1球的落点是D点，m2球的落点是F点(2)碰撞前，小球m1落在图中的E点，令水平初速度为v1，小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点是图中的D点，令水平初速度为v1，m2的落点是图中的E点，令水平初速度为v2.设斜面BC与水平面的倾角为，由平抛运动规律知：LDsin ，LDcos v1t整理得：v1 同理可解得：v1 ，v2 只要满足关系式：m1v1m1v1m2v2，即m1m1m2则说明碰撞中动量守恒(3)若两小球的碰撞是弹性碰
12、撞，则碰撞前、后机械能没有损失只要满足关系式：m1vm1v12m2v22，即m1LEm1LDm2LF10某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图9甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差图9(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计
13、时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹射装置；把滑块2(所用滑块1、2如图丙所示)放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图丁所示：测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g；试着完善实验步骤的内容(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，通过计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为_kgm/s；两滑块相互作用后质量与速度的乘积之和为_kgm/s.(保留三位有效数字)(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是_。答案(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器的限位孔间有摩擦解析(2)相互作用前滑块1的速度v1 m/s2 m/s，其质量与速度的乘积为0.310 kg2 m/s0.620 kgm/s，相互作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v m/s1.2 m/s，其质量与速度的乘积之和为(0.310 kg0.205 kg)1.2 m/s0.618 kgm/s.
