第十六章动量守恒定律

1、江安中学14届高三物理组教学活动单选修3-5 第5页共4页 2013-12-18第十六章动量守恒定律活动一：动量动量守恒定律1.某同学质量为 60kg，在军事训练中要求他从岸上以2m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140kg,原来的速度是 0.5m/s，该同学上船后又跑了几步,最终停在船上。此时小船的速度大小为m/s，此过程该同Z.学动量的变化大小为kg m/s。【归纳小结】1、动量服从矢量运算法则。(1) 动量的矢量性：动量是矢量，它的方向与物体的速度方向相同，动量的单位：kg m/s。(4)动量的变化 Ap = p'p= mv' mv。2

2、、动量守恒定律时,(1) 动量守恒定律内容：如果一个系统 ，或这个系统的总动量就保持不变，这就是动量守恒定律.(2) 表达式：P = p'对两个物体组成的系统，可写为：m1V1 + m2V2= m1V1 + m2V2。式中m1、m2分别为两物体的质量，V1、V2为相互作用前两物体的速度，V 1、V '2为相互作用后两物体的速度。该表达式还可写作 P4+ p2= P 1+p 2。(3) 动量守恒的条件 系统内的任何物体都不受外力作用，或所受外力之和为零。 系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒。 系统所受的合外力不为零，即F外MQ但在某一方向上合外力为

3、零 (Fx= 0或Fy= 0),则系统在该方向上动量守恒。活动二：验证动量守恒定律(实验、探究)A2 .在探究碰撞中的不变量实验中，某同学采用如图所示的装置进行实 验。把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰， 碰后粘在一起。实验过程中除了要测量 A球被拉起的 角度5,及它们碰后摆起的最大角度(2之外，还需测量(写出物理量的名称和符号 )才能验证碰撞中的守恒量。用测量的物理量表示碰 撞中的守恒量应满足的关系是3. 气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖

4、直挡板C和D的气垫导轨以及滑块 A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：C口a. 用天平分别测出滑块 A、B的质量mA、mg。b. 调整气垫导轨，使导轨处于水平。C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁 定，静止放置在气垫导轨上。d用刻度尺测出 A的左端至C板的距离L1。e.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当滑块分别碰撞 C、D挡板时停止计时，记下 A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。(1) 实验中还应测量的物理量是 (2) 利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 上式中算得的A、B两

5、滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是【归纳小结】活动三：弹性碰撞和非弹性碰撞3. 质量为m,速度为v的A球和质量为3m静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的， 也可能是非弹性的，碰撞后B球的速度可能有不同的值，求证：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？ ( 1) 0.6V (2) 0.4V(3) 0.2V【归纳小结】，相互作用过程中遵循的规律是 弹性碰撞：这种碰撞的特点是系统的机械能守恒和守恒. 非弹性碰撞：在碰撞过程中机械能损失的碰撞，在相互作用过程中只遵循定律.，作用后两物体粘合定律. 完全非弹性碰撞：这种碰撞的特点是系统的机械能损失在一起，速度 ，相互作用过程中只遵循 【巩固练习】1.

6、 如图所示，A、B两物体质量之比 mA： mB= 3 : 2，原来静止在平板小车 C上，A、B间 有一根被压缩的弹簧，地面光滑.当弹簧突然释放后，则r辺国一B组成的系统的动量守恒B、 C组成的系统的动量守恒A、B组成的系统的动量守恒A、B、C组成的系统的动量守恒A 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，C .若A、B所受的摩擦力大小相等，D .若A、B所受的摩擦力大小相等，2. 木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在 b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图 1-20所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是 （ ）A

7、. a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒B. a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒C. a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒D. a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒A球的动量是7kg m/s.3 .两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，B球的动量是5kg m/s, A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（）A . pA=6kg m/s, PB=6kg m/sB . pA=3kg m/s， PB=9kg m/sC. pA= 2kg m/s, PB=14kg m/sD. pA= 5kg m/s, PB=15kg m/s4. 质量相等的三个小球

8、a、b、c,在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，碰撞后a继续沿 原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后 A、B、C三球中动量数值最大的是（）D .三球一样大5. 在水平放置的气垫导轨上，一个质量为0.4kg的滑块甲以0.5m/s的速度与另一个质量为0.6kg、速度为0.1m/s的滑块乙迎面相撞，碰撞后滑块乙的速度大小变为0.2m/s ,此时滑块甲的速度大小为m/s ,方向与它原来的速度方向 （选填“相同”或“相反”）.6. 两物体质量分别为m1和m2,速度分别为U和U,且u> u.它们发生对心碰撞后，速度分别变为 u'口 U2；在碰

9、撞过程中相互作用力F可认为是恒力。请根据牛顿定律推导出碰撞前后系统动量之和是守恒的；若m1=m2,碰撞前速度 u=3m/s, u=0。碰撞后速度有如下几组，其中属于弹性碰撞的一 组是 。A. u1=0, u2=3m/s B. U1=1m/s, u2=2m/sC. u1'-1m/s, u2=4m/s7. 如图所示，质量为 M的铁块和质量为 m的木块，用细线连在一起，浸没在水中，以速V,但还未浮出水面，铁度V0匀速下降。剪断细线后经过一段时间，木块具有向上的速度块还未沉到水底，则此时铁块下沉的速度多大?江安中学14届高三物理组教学活动单&质量分别为 m1和m2的两个小球在光滑的水平

10、面上分别以速度V1、V同向运动并发生对心碰撞，碰后 m2与右侧的墙发生弹性碰撞，又与m1相碰，碰后两球都静止.求：第一次碰后m1球的速度.9.质量为m1=1.0kg和m2（未知）的两个物体在光滑的水平面上 正碰，碰撞时间不计，其X t （位移一时间）图象如图所示，试 通过计算回答下列问题：（1）m2等于多少千克？（2）质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？（3）碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？$ 仝C Ci/s10.如图所示，甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平面上游戏，甲和他的冰车的质量共为M甲=40kg，乙和他的冰车的质量也是40kg，游戏时甲推一个质量 20kg的箱子，以大小为V0=1.0m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来，为避免相撞，甲将箱子推给乙，求为避免相撞，甲将箱子推出的最小速度（相对地面）?甲777777777777777711 .如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C,质量分别为 mA=mc=2m,mB=m,A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧（弹