2011年高三物理一轮复习《动量守恒定律及其应用》 新人教版选修3

用心 爱心 专心1 动量守恒定律及其应用动量守恒定律及其应用 学习目标学习目标 1 理解动量的概念 知道动量是矢量 2 理解动量守恒定律 知道动量守恒定律的普遍意义和成立的条件 重点与难点 知识要点知识要点 一 动量及其变化一 动量及其变化 1 定义 定义 物体的 与 的乘积 2 表达式 表达式 单位 单位 km m s 3 动量的三性 动量的三性 1 矢量性 矢量性 方向与瞬时速度方向相同 运算遵循平行四边形定则 2 瞬时性 瞬时性 动量是描述物体运动状态的量 是针对某一时刻而言的 3 相对性 相对性 大小与参考系的选取有关 通常情况是指相对地面的动量 4 动量与动能的关系 动量与动能的关系 5 动量的变化量 动量的变化量 1 定义定义 若运动物体在某一过程的始 末动量分别为 p 和 p 则称 p p p 为物体在该过程中的 2 动量的变化 p 也是 量 其方向与速度的变化 v 方向 我们只要求掌握在一维情况 即同一直线上 下 p 的计算 二 动量守恒定律二 动量守恒定律 1 内容 内容 如果一个系统不受 或者所受外力的矢量和为 这 个系统的总动量保持 2 动量守恒的条件 动量守恒的条件 1 系统不受外力或系统所受外力之和为零 2 系统所受的外力之和虽不为零 但比系统内力小得多 如碰撞问题中 的摩擦力 爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多 可 忽略 3 系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零 或外力远小于内力 则系统该方向动量守恒 3 表达式 表达式 1 p p 或 p1 p2 p 1 p 2 系统相互作用前总动量 p 等于相互作用后总动量 p 2 p1 p2 相互作用的两个物体组成的系统 一个物体的动量变化量与另一个 物体的动量变化量大小相等 方向相反 3 p 0 系统总动量增量为零 三 爆炸现象的特点分析三 爆炸现象的特点分析 用心 爱心 专心2 1 动量守恒 由于爆炸是在极短的时间内完成的 爆炸物体间的相 互作用力远远大于受到的外力 所以在爆炸过程中 系统的总动量守 恒 2 动能增加 在爆炸过程中 由于有其他形式的能量 如化学能 转化 为动能 所以爆炸前后系统的总动能增加 3 位置不变 爆炸和碰撞的时间极短 因而作用过程中 物体产生 的位移很小 一般可忽略不计 可以认为爆炸或碰撞后的瞬间物体位置 不变 典型例题典型例题 例例 1 在光滑水平面上 A B 两小车中间有一弹簧 如图所示 用手抓住 小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态 将两小车及弹簧看做一个系 统 下列说法中正确的是 A 两手同时放开后 系统总动量始终为零 B 先放开左手 再放开右手后 动量不守恒 C 先放开左手 再放开右手后 总动量向左 D 无论何时放手 两手放开后 在弹簧恢复原长的过程中 系统总 动量都保持不变 但系统的总动量不一定为零 变式训练变式训练1 如图所示 子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连 的木块 此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的 过程中 子弹与木块作为一个系统动量是否守恒 机械能 是否守恒 说明理由 21 世纪教育网 例例 2 一炮弹质量为 以一定的倾角斜向上发射 到达最高点时速度为 炮弹在最高点爆炸成两块 其中一块恰好做自由落体运动 质量为 则另一块爆炸后瞬时的速度大小为多少 变式训练变式训练2 在水平轨道上放置一门质量为 M 的炮车 发射炮弹的质量为 m 炮车与轨道间摩擦不计 当炮身与水平方向成 角发射炮弹时 炮 弹相对地面的出口速度为 0 试求炮车后退速度大小 例例 3 3 两磁铁各放在一辆小车上 小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线 运动 已知甲车和磁铁的总质量为 0 5 kg 乙车和磁铁的总质量为 1 0 kg 两磁铁的N极相对 推动一下 使两车相向运动 某时刻甲的速率为 2 m s 乙的速率为 3 m s 方向与甲相反 两车运动过程中始终未相 A B 用心 爱心 专心3 碰 求 1 两车最近时 乙的速度为多大 2 甲车开始反向运动时 乙的速度为多大 变式训练变式训练3 如图所示 光滑水平面上 A B 两小车质量都是 M A 车头 站立一质量为 m 的人 两车在同一直线上相向运动 为避免两车相撞 人从 A 车跃到 B 车上 最终 A 车停止运动 B 车获得反向速度 v0 试求 两小车和人组成的系统的初动量大小 为避免两车相撞 且要求人跳跃速度尽量小 则人跳上 B 车后 A 车的 速度多大 例 例 质量 M 150Kg 的木船长 4m 质量 m 50kg 的人站立在船头 它 l 们静止在平静的水面上 不计水的阻力 如图所示 现在人要走到船尾 取一样东西 则人从船头走到船尾过程中 船相对静水后退的距离为多 大 例例 5 5 如下图所示 在高 1 25 m 的水平桌面上放一个 0 5 kg 的木块 0 1 kg 的橡皮泥以 30 m s 的水平速度粘到木块上 粘合过程时间极短 木块 在桌面上滑行 1 5 m 后离开桌子落到离桌边 2 m 的地方 求木块与桌面间 的动摩擦因数 g 取 10 m s2 针对训练针对训练 1 如图所示 A B 两物体的质量比 mA mB 3 2 它们原来静止在平 板车 C 上 A B 间有一根被压缩了的弹簧 A B 与平板车上表面间动 摩擦因数相同 地面光滑 当弹簧突然释放后 则有 21 世纪教育网 A A B 系统动量守恒21 世纪教育网B A B C 系统动量守恒 21 世纪教育网 C 小车向左运动21 世纪教育网 D 小车向右运动 2 把一支枪水平固定在小车上 小车放在光滑的水平面上 枪发 射出一颗子弹时 关于枪 弹 车 下列说法正确的是 A 枪和弹组成的系统 动量守恒 B 枪和车组成的系统 动量守恒 C 三者组成的系统 因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小 使系统的 动量变化很小 可以忽略不计 故系统动量近似守恒 用心 爱心 专心4 0 v D 三者组成的系统 动量守恒 因为系统只受重力和地面支持力这 两个外力作用 这两个外力的合力为零 3 一个质量是 0 1kg 的钢球 以 6m s 的速度水平向右运动 碰到一个坚 硬的障碍物后被弹回 沿着同一直线以 6m s 的速度水平向左运动 碰撞 前后钢球的动量有没有变化 变化了多少 4 场强为E 方向竖直向上的匀强电场中有两小球A B 它们的质量分 别为m m 电量分别为q q A B两球由静止释放 重力加速度 为g 则小球A和 组成的系统动量守恒应满足的关系式为 5 甲乙两船自身质量为 120 kg 都静止在静水中 当一个质量为 30 kg 的小孩以相对于地面 6 m s 的水平速度从甲船跳上乙船时 不计阻力 甲 乙两船速度大小之比 v甲 v乙 6 鱼雷快艇的总质量为 以速度 前进 快艇沿前进方向发射一颗质 量为 的鱼雷后 快艇速度减为原来的 则鱼雷的发射速度为 不计水的阻力 7 如图所示 设车厢长为 L 质量为 M 静止在光滑的水平面上 车厢 内有一质量为 m 的物体以初速度 0向右运动 与车厢来回碰撞 n 次后 静止在车厢中 这时车厢速度是 A 0 水平向右 B 0 C D 0 mv mM 水平向右 0 M mv m 水平向左 8 在光滑的水平面上 有质量分别为 3 的 a b 两物体 A 与轻弹 簧一端相连 弹簧的另一端固定在墙上 开始时弹簧处于原长 B 以速度 0与 a 发生正碰 碰后两物体以相同的速度压缩弹簧 当弹簧压缩到最短 时 它具有的弹性势能为 9 如下图所示 光滑水平轨道上有三个木块A B C 质量分别为 A C 2 B A B用细绳连接 中间有一压缩的弹簧 弹簧与 滑块不栓接 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 最终三滑块速度 恰好相同 求B与C碰撞前B的速度 V0 a b 用心 爱心 专心5 底线 PA P B P C 碰撞前状态碰撞后状态 底线