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1、江西省宜春市宜春中學高中物理 第16章 動量守恒定律應(yīng)用2 新人教版選修3-5
知識導學(6分鐘)
應(yīng)用動量守恒定律解題的基本步驟
(1)分析題意,明確研究對象,在分析相互作用的物體的總動量是否守恒時,通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng).要明確所研究的系統(tǒng)是由哪幾個物體組成的.
(2)要對系統(tǒng)內(nèi)的物體進行受力分析,弄清哪些是系統(tǒng)內(nèi)部物體之間相互作用的力,即內(nèi)力;哪些是系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力,即外力.在受力分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)動量守恒的條件,判斷能否應(yīng)用動量守恒定律.
(3)明確所研究的相互作用過程,確定過程的始、末狀態(tài),即系統(tǒng)內(nèi)各個物體的初動量和末動量的量值或表達式.注意在選
2、取某個已知量的方向為正方向以后,凡是和選定的正方向同向的已知量取正值,反向的取負值.
(4)建立動量守恒方程,代入已知量,解出待求量,計算結(jié)果如果是正的,說明該量的方向和正方向相同,如果是負的,則和選定的正方向相反.
應(yīng)用動量守恒定律的注意點:
(1) 注意動量守恒定律的適用條件.
(2) 特別注意動量守恒定律的矢量性:要規(guī)定正方向.
(3) 注意參與相互作用的對象和過程 .
(4) 注意動量守恒定律的優(yōu)越性和廣泛性——優(yōu)越性——跟過程的細節(jié)無關(guān) 廣泛性——不僅適用于兩個物體的系統(tǒng),也適用于多個物體的系統(tǒng);不僅適用 于正碰,也適用 于斜碰;不僅適用于低速運動的宏觀物體,也適 用
3、于高速運動的微觀物體。
二. 自主學習、獨立思考(8分鐘)
例:一個人坐在光滑的冰面的小車上,人與車的總質(zhì)量為M=70kg,當他接到一個質(zhì)量為m=20kg以速度v=5m/s迎面滑來的木箱后,立即以相對于自己u=5m/s的速度逆著木箱原來滑行的方向推出,求小車獲得的速度。
u=5m/s
v=5m/s
M=70kg
m=20kg
三. 合作交流、互相質(zhì)疑(8分鐘)
全體學生分組討論整理思路
四. 展示小組學習成果(5分鐘)
各組派代表到前后黑板展示匯報
五. 老師點評與答疑(8分鐘)
對各組展示給予點評,對重點知識強調(diào)。解答學生提出的問題。
六. 當堂檢測 (
4、5分鐘)
1.如圖5所示,在光滑水平面上有一靜止的小車,用線系一小球,將球拉開后放開,球放開時小車保持靜止狀態(tài),當小球落下以后與固定在小車上的油泥沾在一起,則從此以后,關(guān)于小車的運動狀態(tài)是 [ ]
A.靜止不動
B.向右運動
C.向左運動
D.無法判斷
2.小車靜止在光滑的水平面上,A、B二人分別站在車的左、右兩端,A、B二人同時相向運動,此時小車向左運動,下述情況可能是 [ ]
A.A、B質(zhì)量相等,速率相等 B.A、B質(zhì)量相等,A的速度小
C.A、B速率相等,A的質(zhì)量大 D.A、B速率相等,B的質(zhì)量大
3.在光滑水平面上有兩輛車,上面分
5、別站著A、B兩個人,人與車的質(zhì)量總和相等,在A的手中拿有一個球,兩車均保持靜止狀態(tài),當A將手中球拋給B,B接到后,又拋給A,如此反復多次,最后球落在B的手中,則關(guān)于A、B速率大小是 [ ]
A.A、B兩車速率相等 B.A車速率大
C.A車速率小 D.兩車均保持靜止狀態(tài)
七. 課后練習 (30分鐘)
4、總質(zhì)量為M的火箭模型從飛機上釋放時的速度為v0,速度方向水平?;鸺蚝笠韵鄬τ诘孛娴乃俾蕌噴出質(zhì)量為m的燃氣后,火箭本身的速度變?yōu)?
A. B. C. D.
5、在光滑的水平面上有兩個相同的彈性
6、小球A、B,質(zhì)量都為m?,F(xiàn)B球靜止,A球向B球運動,發(fā)生正碰。已知碰撞過程中總機械能守恒,兩球壓縮最緊時的彈性勢能為EP,則碰前A球的速度等于
A. B. C.2 D.2
6、甲、乙兩球在水平軌道上向同一方向運動,它們的動量分別為P1=5kgm/s,P2=7kgm/s。甲追上乙與乙相碰,碰后乙的動量變?yōu)?0kgm/s,則兩球質(zhì)量m1、m2間的關(guān)系可以是
A. m2=m1 B. m2=2m1 C. m2=4m1 D. m2=6m1
7、質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為M,長為L的靜止小船的右端,小船的左端靠在岸
7、邊。當他向左走到船的左端時,船左端離岸距離為_______。
8、在光滑的水平面上有一質(zhì)量為2m的盒子,盒子中間有一質(zhì)量為m的物體,如圖所示。物體與盒底間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)給物體以水平速度v0向右運動,當它剛好與盒子右壁相碰時,速度減為v0/2,物體與盒子右壁相碰后即粘在右壁上。物體在盒內(nèi)滑行的時間t=_______,物體與盒子右壁相碰過程中對盒子的沖量大小是_______。
9.如圖6所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別為3kg與1kg,相互作用后沿同一直線運動,它們的位移-時間圖像如圖6所示,則A物體在相互作用前后的動量變化是______kg·m/s,B物體在相互作用前后的動量變
8、化是______kg·m/s,相互作用前后A、B系統(tǒng)的總動量______。
10.在光滑的水平面上有A、B兩輛質(zhì)量均為m的小車,保持靜止狀態(tài),A車上站著一個質(zhì)量為m/2的人,當人從A車跳到B車上,并與B車保持相對靜止,則A車與B車速度大小比等于______,A車與B車動量大小比等于______。
11、如圖,靜止在光滑水平面上的木塊,質(zhì)量為M、長度為L?!w質(zhì)量為m的子彈從木塊的左端打進。設(shè)子彈在打穿木塊的過程中受到大小恒為f的阻力,要使子彈剛好從木塊的右端打出,則子彈的初速度v0應(yīng)等于多大?
12、如圖,甲、乙兩完全一樣的小車,質(zhì)量均為M,乙車內(nèi)用細繩吊
9、一質(zhì)量為M/2的小球,當乙車靜止時,甲車以速度v0與乙車相碰,碰后連為一體,當小球擺到最高點時,甲車和小球的速度各為多大?
答案
例題V=20/9=2.2m/s
1.A
2.C
3.B
4、解析:火箭噴出燃氣前后系統(tǒng)動量守恒。噴出燃氣后火箭剩余質(zhì)量變?yōu)镸-m,以v0方向為正方向,正確答案是D。
5、解析:兩球壓縮最緊時,兩球速度相同,由動量守恒
對應(yīng)的能量守恒關(guān)系,解得,正確答案是C
6、解析:由動量守恒P1+P2= P1'+P2'可得甲碰后動量P1'=2 kgm/s
由甲追乙相碰,速度上應(yīng)滿足且,可得
10、由及碰撞中能量關(guān)系,可得
綜上,正確答案是C。
7、解析:先畫出示意圖。人、船系統(tǒng)動量守恒,總動量始終為零,所以人、船動量大小始終相等。從圖中可以看出,人、船的位移大小之和等于L。設(shè)人、船位移大小分別為l1、l2,則:mv1=Mv2,兩邊同乘時間t,ml1=Ml2,而l1+l2=L,∴
8、解析:分清不同的物理過程所遵循的相應(yīng)物理規(guī)律是解題的關(guān)鍵。
(1)對物體在盒內(nèi)滑行的時間內(nèi)應(yīng)用動量定理得:
得出
(2)物體與盒子右壁相碰前及相碰過程中系統(tǒng)的總動量都守恒,設(shè)碰撞前瞬時盒子的速度為,
解得 v1=v0/4,
由動量定理得碰撞過程中物體給盒子的沖量,向右。
9.3,
11、-3,守恒
10.3∶2,3∶2
11、解析:取子彈和木塊為研究對象,它們所受到的合外力等于零,故總動量守恒。由動量守恒定律得:mv0=mv1+Mv2
要使子彈剛好從木塊右端打出,則必須滿足如下的臨界條件:v1=v2
根據(jù)功能關(guān)系得:
解得:
12、解析:甲車與乙車發(fā)生碰撞,由于碰撞時間很短,當甲、乙兩車碰后速度相等時,乙車發(fā)生的位移可略去不計,這樣,小球并未參與碰撞作用,取甲、乙兩車為研究對象,運用動量守恒定律得:Mv0=2Mv1。
接著,甲、乙兩車合為一體并通過繩子與小球發(fā)生作用,車將向右做減速運動,小球?qū)⑾蛴易黾铀龠\動并上擺。當小球和車的速度相同時,小球到達最高點。對兩車和小球應(yīng)用動量守恒定律得:2Mv1=(2M+M/2)v2
解得: v2=2v0/5