习题课：动量守恒定律的应用第十六章动量守恒定律(1).ppt

习题课：动量守恒定律的应用,第十六章动量守恒定律,学习目标,1.进一步理解动量守恒定律的含义及守恒条件.2.进一步熟练掌握应用动量守恒定律解决问题的方法和步骤.,典例精析,达标检测,一、动量守恒条件的扩展应用,典例精析,1.动量守恒定律成立的条件：(1)系统不受外力或所受外力的合力为零；(2)系统的内力远大于外力；(3)系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为0.2.动量守恒定律的研究对象是系统.研究多个物体组成的系统时，必须合理选择系统，再对系统进行受力分析.分清系统的内力与外力，然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件.,图1,例1如图1所示，质量为0.5kg的小球在离车底面高度20m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5m/s的速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，小车的底面上涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg，若小球在落在车的底面前瞬间的速度是25m/s，则当小球和小车相对静止时，小车的速度是(g10m/s2)(),A.5m/sB.4m/sC.8.5m/sD.9.5m/s,解析答案,解析由平抛运动规律可知，小球下落的时间ts2s，在竖直方向的速度vygt20m/s，水平方向的速度vxm/s15m/s，取小车初速度的方向为正方向，由于小球和小车的相互作用满足水平方向上的动量守恒，则m车v0m球vx(m车m球)v，解得v5m/s，故A正确.,答案A,例2一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v2m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为31.不计质量损失，取重力加速度g10m/s2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是(),解析答案,解析弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒.因两弹片均水平飞出，飞行时间t1s，取向右为正方向，由水平速度v知，选项A中，v甲2.5m/s，v乙0.5m/s；选项B中，v甲2.5m/s，v乙0.5m/s；选项C中，v甲1m/s，v乙2m/s；选项D中，v甲1m/s，v乙2m/s.因爆炸瞬间动量守恒，故mvm甲v甲m乙v乙，其中m甲m，m乙m，v2m/s，代入数值计算知选项B正确.,答案B,求解这类问题时应注意：(1)正确分析作用过程中各物体状态的变化情况；(2)分清作用过程中的不同阶段，并按作用关系将系统内的物体分成几个小系统，既要符合守恒条件，又方便解题.(3)对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态，分别列动量守恒方程.,二、多物体、多过程动量守恒定律的应用,例3如图2所示，A、B两个木块质量分别为2kg与0.9kg，A、B与水平地面间接触光滑，上表面粗糙，质量为0.1kg的铁块以10m/s的速度从A的左端向右滑动，最后铁块与B的共同速度大小为0.5m/s，求：,图2,(1)A的最终速度大小；,解析选铁块和木块A、B为一系统，取水平向右为正方向，由系统总动量守恒得：mv(MBm)vBMAvA可求得：vA0.25m/s,答案0.25m/s,解析答案,(2)铁块刚滑上B时的速度大小.,图2,解析设铁块刚滑上B时的速度为v，此时A、B的速度均为vA0.25m/s.由系统动量守恒得：mvmv(MAMB)vA可求得v2.75m/s,答案2.75m/s,解析答案,图3,针对训练如图3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.,解析答案,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，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vBv0.,答案v0,三、动量守恒定律应用中的临界问题分析,分析临界问题的关键是寻找临界状态，在动量守恒定律的应用中，常常出现相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向等临界状态，其临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，这些特定关系的判断是求解这类问题的关键.,例3如图4所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车总质量共为M30kg，乙和他的冰车总质量也是30kg.游戏时，甲推着一个质量为m15kg的箱子和他一起以v02m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处，乙迅速抓住.若不计冰面摩擦.,图4,解析答案,(1)若甲将箱子以速度v推出，甲的速度变为多少？(用字母表示).,解析甲将箱子推出的过程，甲和箱子组成的系统动量守恒，以v0的方向为正方向，由动量守恒定律得：(Mm)v0mvMv1解得v1,答案,(2)设乙抓住迎面滑来的速度为v的箱子后返向运动，乙抓住箱子后的速度变为多少？(用字母表示),图4,解析答案,解析箱子和乙作用的过程动量守恒，以箱子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mvMv0(mM)v2解得v2,答案,返回,(3)若甲、乙最后不相撞，则箱子被推出的速度至少多大？,图4,解析答案,解析甲、乙不相撞的条件是v1v2其中v1v2为甲、乙恰好不相撞的条件.即，代入数据得v5.2m/s.所以箱子被推出的速度为5.2m/s时，甲、乙恰好不相撞.,答案5.2m/s,1.(多选)如图5所示，在光滑的水平面上有一静止的斜面，斜面光滑，现有一个小球从斜面顶端由静止释放，在小球下滑的过程中，以下说法正确的是(),达标检测,1,2,3,解析答案,A.斜面和小球组成的系统动量守恒B.斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒C.斜面向右运动D.斜面静止不动,图5,4,解析斜面受到的重力、地面对它的支持力以及球受到的重力，这三个力的合力不为零(球有竖直向下的加速度)，故斜面和小球组成的系统动量不守恒，A选项错误；但在水平方向上斜面和小球组成的系统不受外力，故水平方向动量守恒，B选项正确；由水平方向动量守恒知斜面向右运动，C选项正确，D选项错误.,答案BC,1,2,3,4,2.如图6所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体.从某一时刻起给m一个水平向右的初速度v0，那么在物块与盒子前后壁多次往复碰撞后(),图6,解析答案,A.两者的速度均为零B.两者的速度总不会相等C.物体的最终速度为，向右D.物体的最终速度为，向右,1,2,3,4,解析物体与盒子组成的系统所受合外力为零，物体与盒子前后壁多次往复碰撞后，以速度v共同运动，由动量守恒定律得：mv0(Mm)v，故v，向右，D项对.,答案D,1,2,3,4,3.质量为M2kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止放着质量为mA2kg的物体A(可视为质点)，如图7所示.一颗质量为mB20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A仍静止在小平板车上，取g10m/s2.求平板车最后的速度大小.,图7,解析答案,1,2,3,4,解析三者组成的系统在整个过程中所受合外力为零，因此这一系统动量守恒；对子弹和物体A，由动量守恒定律得mBv0mBv1mAvA对物体A与小平板车有mAvA(mAM)v联立解得v2.5m/s.,答案2.5m/s,1,2,3,4,4.如图8所示，甲车的质量是2kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1kg的小物体，乙车质量为4kg，以5m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8m/s的速度，物体滑到乙车上，若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止？(g取10m/