12. 单方向动量守恒问题分析.doc

第12课时 单方向动量守恒问题分析1 知识回顾：1. 应用动量守恒定律的一般步骤 （1）明确研究对象；（2）进行受力分析,运动过程分析；（3）明确始末状态；（4）确 定系统动量在研究过程中是否守恒？ （5）选定正方向，列动量守恒方程及相应辅助方 程，求解做答。 2. 动量守恒定律运用的注意点 （1）研究对象：系统性，即相互作用的物体的全体 （2）相对性和同一性：动量守恒定律中的所有速度是对同一参照物的（一般对地） （3）同时性和矢量性：注意同一时刻(瞬时性)系统内各物体的方向。 （4）守恒问题:系统动量守恒时，动能不一定守恒。动能可能减少，动能可能增加，动能 也可能守恒。2 例题分析：1.单方向守恒问题： 系统所受外力不为0时，总动量不守恒，若某一方向上合力为0，在该方向动量是 守恒的，注意：各物体在该方向上的速度分量的大小及方向。例1：将质量为m的铅球以大小为v0、仰角为的初速度抛入一静止在水平地面上装着沙 子的车中，若沙和车的总质量为m，空气阻力以及车和地面的摩擦不计，求：铅球落 入沙车后，铅球和沙车的共同速度v.v0例2：总质量为m的装着沙子的小车以速度v1在光滑水平面上运动，一个质量为m，速度 为v2的小球以俯角的方向落到小车上，并陷入车内沙中，此后车的速度为多大？mmv2v1思考：1.满载沙子的小车总质量为m，以速度v在平直光滑轨道上匀速滑行，行进中有质 量m的沙子漏掉，此后车速为多大？ 2. 质量为1kg的物体在距地面5m处由静止自由下落，正落在以5m/s速度沿光滑水 平面匀速行驶的装有沙子的小车中，车与沙的总质量为4kg，当物体与车相对静止 后车速为多大？2. 爆炸类问题： 炮弹，手榴弹等爆炸现象，所受外力不为0，但内力远大于外力，且作用时间极 短，近似认为动量守恒。例1：从地面竖直向上发射一枚礼花弹，当上升速度为30m/s时距地面高度为150m，此时 恰好爆炸，分裂成质量相等的两块，其中一块经5s落回发射点，求：爆炸时另一块的 速度？例2：有一大炮竖直向上发射炮弹，炮弹的质量为m=6.0kg（内含炸药的质量可忽略不计）， 射出的初速度v0=60m/s,当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片 质量为m=4.0kg，现要求这一片不能落到以发射点为圆心，以r=600m为半径的圆周 范围内，则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？（g=10m/s2,忽略空气阻力） 练习：炮弹在水平飞行时，其动能为ek0=800 j，某时它炸裂成质量相等的两块，其中一 块的动能为ek1=625 j，求另一块的动能ek2. 第12课时 单方向动量守恒问题分析参考答案例1：解析：球和车组成系统水平方向动量守恒，取向右为正方向，； ，例2：小球落入车中前后，水平方向动量守恒， ，思考：1. v; 2. 4m/s;例3：解析：在150m高处一块经5s落回发射点，假设初速为0，； 5s落回发射点时有向下速度，设为， 取向上为正方向，爆炸前后动量守恒，； 方向向上。例4：炮弹竖直向上上升的高度：， 爆炸前后两块沿水平方向动量守恒，m不落在以r=600m为 半径的圆内，m：