高二物理动量守恒定律的应用·典型例题解析

用心 爱心 专心 动量守恒定律的应用动量守恒定律的应用 典型例题解析典型例题解析 例 1 如图 53 1 所示 质量相同的两木块从同一高度同时开始自 由下落 至某一位置时 A 被水平飞来的子弹击中 未穿出 则 A B 两木块的 落地时间 tA tB的比较 正确的是 A tA tB B tA tB C tA tB D 无法判断 解析 正确答案为 B 点拨 子弹与木块 A 作用过程中 在水平方向的总动量守恒 在竖直方 向上由于满足子弹与木块作用力的冲量远大于重力的冲量 所以在竖直方向 上总动量也守恒 取向下为正有 mAvA mA m v Ay 显 然 即由于子弹的射入 使木块 在极短的时间vyvvA AAA m mm A A 内竖直方向的速度由 vA减小到 v Ay 因而使得它比木块 B 迟到达地面 例 2 A B 两辆车在光滑的水平面上相向滑行 A 车的总质量 mA 1000kg B 车的总质量 mB 500kg 当各自从对方的侧旁相遇而过时 各自把 m 50kg 的重物转移到对方的车上 结果 A 车停止运动 B 车以 vB 8 5m s 的速度继续按原方向前进 求 A B 两车原来的速度大小 解析 设 A B 两车原来的速度大小为 vA和 vB 以 B 车的运动方向为 正 对 A B 两车这一系统 总动量守恒 mBvB mAvA mA 0 mBvB 500vB 1000vA 500 8 5 对 B 车 除要移动的 50kg 和从 A 车上移入的重物为系统 总动量守恒 mB m vB mvA mBvB 500 50 vB 50vA 500 8 5 解得 vA 0 5m s vB 9 5m s 用心 爱心 专心 点拨 应用动量守恒定律时 灵活地选取研究对象作为系统是解题必须 具备的能力 本例若选取 A 车 不包括要移动的 50kg 和从 B 车上移入的重物 为系统 则有 mvB mA m vA 0 50vB 1000 50 vA 0 在这三次选取 的系统中 只要选取三次中的任意两次便可得到问题的解 例 3 将质量为 m 的铅球以大小为 v0 沿仰角为 的方向抛入一个 装着砂子的总质量为 M 的静止砂车中 如图 53 2 所示 设车与地面间的摩 擦可忽略 则球落入砂车后 车的速度多大 点拨 对铅球和砂车所组成的系统 在相互作用过程中 总动量不守恒 因为铅球进入砂车后竖直方向的动量减为零 但系统在水平方向不受外力作 用 在水平方向总动量守恒 例 4 如图 53 3 所示 质量为 m 的玩具蛙蹲在质量为 M 的小车上 的细杆顶端 小车与地面的接触光滑 车长为 l 细杆高 h 直立于小车的中 点 求玩具蛙至少以多大的对地水平速度跳出才能落到地面上 点拨 将玩具蛙和小车作为系统 蛙在跳离车的过程中 系统水平方向 的总动量守恒 蛙离开杆后 作平抛运动 小车作向后匀速直线运动 在蛙 下降高度 h 的过程中 车通过的距离与蛙在水平方向通过的距离之和等于 l 2 时 蛙恰能落到地面上 参考答案参考答案 例 方向水平向右 例 3 v 4 vm mv Mm M Mm g h 0 22 cos l 跟踪反馈跟踪反馈 1 一只小船停止在湖面上 一个人从小船的一端走到另一端 不计水的 阻力 下列说法正确的是 A 人在船上行走时 人对船的冲量比船对人的冲量小 所以人走得 用心 爱心 专心 快 船后退得慢 B 人在船上行走时 人和船的动量等值反向 由于人的质量较小 所以人走得快 船后退得慢 C 当人停止走动时 因船的惯性大 所以船将继续后退 D 当人停止走动时 因总动量守恒 所以船将停止后退 2 斜面上一只质量为 M 的砂箱沿斜面匀速下滑 质量为 m 的小球从砂 箱的上方轻轻地放入砂箱 随后小球与砂箱相对静止 则小球和砂箱这一系 统的运动情况是 A 立即停止运动 B 减速下滑 直至逐渐停止运动 C 加速下滑 D 仍匀速下滑 但下滑的速度减小 3 在水平轨道上有一门大炮 炮身质量 M 2000kg 炮弹质量 m 10kg 炮弹以对地速度 v 800m s 与水平方向成 60 的夹角斜向上 飞出炮口 则由于发射这颗炮弹 炮身获得的反冲速度大小为 m s 4 质量为 100kg 的甲车连同质量为 50kg 的人一起以 2m s 的速度在光滑 的水平面上向前运动 质量为 150kg 的