高考物理一轮复习课件（湖南专版）第13章第2节动量守恒定律的应用

欢迎进入物理课堂 第2节动量守恒定律的应用 考点1 碰撞 例1 如图13 2 1所示 在光滑水平面上有直径相同的a b两球 在同一直线上运动 选定向右为正方向 两球的动量分别为pa 6kg m s pb 4kg m s 当两球相碰之后 两球的动量可能是 A pa 6kg m s pb 4kg m sB pa 6kg m s pb 8kg m sC pa 4kg m s pb 6kg m sD pa 2kg m s pb 0 图13 2 1 切入点 从分析动量守恒入手 解析 由动量守恒定律可知A项不正确 D项b静止 a向右 与事实不符 故D项错 B项中a动能不变 b动能增加 总动能增加 故B项错 答案 C 考点2 爆炸与反冲 例2 抛出的手雷在最高点时的水平速度为10m s 这时突然炸成两块 其中大块质量300g仍按原方向飞行 其速度测得为50m s 另一小块质量为200g 求它的速度的大小和方向 解析 设手雷原飞行方向为正方向 则整体初速度v0 10m s m1 0 3kg的大块速度为v1 50m s m2 0 2kg的小块速度为v2 方向不清 暂设为正方向 由动量守恒定律 m1 m2 v0 m1v1 m2v2 代入数据解得 v2 50m s 此结果表明 质量为200g的那部分以50m s的速度向反方向运动 其中负号表示与所设正方向相反 考点3 多物体系统的动量守恒 例3 如图13 2 2所示 mA 1kg mB 4kg 小物块mC 1kg ab dc段均光滑 且dc段足够长 物体A B上表面粗糙 最初均处于静止 小物块C静止在a点 已知ab长度L 16m 现给小物块C一个水平向右的瞬间冲量I0 6N s 图13 2 2 1 当C滑上A后 若刚好在A的右边缘与A具有共同的速度v1 此时还未与B相碰 求v1的大小 2 A C共同运动一段时间后与B相碰 若已知碰后A被反弹回来 速度大小为0 2m s C最后和B保持相对静止 求B C最终具有的共同速度v2 解析 1 对物块C 由动量定理 取向右为正方向 I0 mCv0 0 v0 I0 mC 6m s 从C滑到A的右边缘的过程中 由于F合 0 所以A C系统动量守恒 以v0方向为正 mCv0 mC mA v1 所以v1 3m s 2 以v0方向为正 A C一起向右运动到与B相碰后 C将滑上B做减速运动 直到与B达到共同的速度 整个过程动量守恒 有 mC mA v1 mAvA mB mC v2 所以v2 1 24m s 题型一 人船模型问题 例4 某人站在静浮于水面的船上 从某时刻开始人从船头走向船尾 设水的阻力不计 那么在这段时间内关于人和船的运动情况判断错误的是 A 人匀速行走 船匀速后退 两者速度大小与它们的质量成反比B 人加速行走 船加速后退 而且加速度大小与它们的质量成反比C 人走走停停 船退退停停 两者动量总和总是为零D 当人从船头走到船尾停止运动后 船由于惯性还会继续后退一段距离 故人前进的速度跟船后退的速度大小总跟它们的质量成反比 但人的速度和船的速度成正比 故人走船走 人快船快 人慢船慢 人停船停 即A C的判断是正确的 由于人和船间的相互作用力大小相等 由牛顿第二定律知 m人a人 Ma船 即人和船的加速度大小跟它们的质量成反比 B的判断正确 D选项的判断错误 应选D 答案 D 思维拓展 利用 人船模型 解题的基本思路 1 先判断初速度是否为零 若初速度不为零 则此式不成立 2 判断在系统发生相对运动的过程中 至少有一个方向动量守恒 如水平方向或竖直方向 3 画出各物体位移关系的草图 找出各长度间的关系式 人船模型 在实际应用中有许多变化 正确迁移 灵活运用是关键 题型二 多过程多物体的动量守恒 例5 如图13 2 3所示 在光滑的水平面上有两块并列放置的木块A与B 已知A的质量是500g B的质量是300g 有一质量为80g的小铜块C 可视为质点 以25m s的水平初速度开始在A的表面滑动 铜块最后停在B上 B与C一起以2 5m s的速度共同前进 求 1 木块A最后的速度vA 2 C离开A时的速度vC 图13 2 3 点评 解决多个过程动量守恒的问题 一是动量守恒的系统和过程如何确定 二是碰撞后的各个物体的运动状态如何确定 1 2011 海南 一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上 其截面如图13 2 4所示 图中ab为粗糙的水平面 长度为L bc为一光滑斜面 斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接 现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动 在斜面上上升的最大高度为h 返回后在到达a点前与物体P相对静止 重力加速度为g 求 1 木块在ab段受到的摩擦力f 2 木块最后距a点的距离s 图13 2 4 2 2011 新课标 如图13 2 5 A B C三个木块的质量均为m 置于光滑的水平面上 B C之间有一轻质弹簧 弹簧的两端与木块接触而不固连 将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把BC紧连 使弹簧不能伸展 以至于B C可视为一个整体 现A以初速v0沿B C的连线方向朝B运动 与B相碰并粘合在一起 以后细线突然断开 弹簧伸展 从而使C与A B分离 已知C离开弹簧后的速度恰为v0 求弹簧释放的势能 图13 2 5 3 2010 重庆理综 某兴趣小组用如图13 2 6所示的装置进行实验研究 他们在水平桌面上固定一内径为d的圆柱形玻璃杯 杯口上放置一直径为3d 2 质量为m的匀质薄圆板 板上放一质量为2m的小物块 板中心 物块均在杯的轴线上 物块与板间动摩擦因数为 不计板与杯口之间的摩擦力 重力加速度为g 不考虑板翻转 图13 2 6 1 对板施加指向圆心的水平外力F 设物块与板间最大静摩擦力为fmax 若物块能在板上滑动 求F应满足的条件 2 如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力 冲量为I I应满足什么条件才能使物块从板上掉下 物块从开始运动到掉下时的位移s为多少 根据s与I的关系式说明要使s更小 冲量应如何改变 4 2010 贵阳模拟 一人坐在静止于冰面上的小车上 人与车的总质量M 70kg 当他接到一个质量m 20kg 以速度v0 5m s迎面滑来的木箱后 立即相对于自己以v 5m s的速度逆着木箱原来滑行的方向推出木箱 不计冰面阻力 则小车获得的速度是多大 5 2010 长沙调研 半圆形光滑轨道固定在水平地面上 如图13 2 7所示 并使其轨道平面与地面垂直 物体m1 m2同时由轨道左 右最高点释放 二者碰后粘在一起向上运动 最高能上升到轨道M点 已知OM与竖直方向夹角为60 则两物体的质量之比m1 m2为 图13 2 7 C 6 如图13 2 8所示 总质量为M的大小两物体 静止在光滑水平面上 质量为m的小物体和大物体间有压缩着的弹簧 另有质量为2m的物体以v0速度向右冲来 为了防止冲撞 大物体将小物体发射出去 小物体和冲来的物体碰撞后粘合在一起 问小物体发射的速度至少应多大 才能使它们不再碰撞 图13 2 8 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全