【高三物理专题总结】第5讲 动量守恒定律应用2

网络课程 内部讲义 动量守恒定律定律 的应用 2 教 师 宋晓垒 爱护环境 从我做起 提倡使用 电 子讲义 www J 在线名师 资料室 免费资料任你下载 第 1页 在线学习网址 www J 客服热线 400 650 7766 9 00 21 00 everyday 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 l v 0 v S 第 5 讲 动量守恒定律的应用 2 一 子弹打木块 模型 此模型包括 子弹打击木块未击穿 和 子弹打击木块击穿 两种情况 它们有一个共同的特点是 初态时相互作用的物体有一个是静止的 木块 另一个是运动的 子弹 1 击穿 类 其特点是 在某一方向动量守恒 子弹有初动量 木块有或无初动量 击穿时间很短 击穿后二 者分别以某一速度度运动 模型 1 质量为 M 长为 l 的木块静止在光滑水平面上 现有一质量为 m的子弹以水平初速度 v 0 射入 木块 穿出时子弹速度为 v 求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能 2 未击穿 类 其特点是 在某一方向上动量守恒 如子弹有初动量而木块无初动量 碰撞时间非常短 子弹射 入木块后二者以相同速度一起运动 模型 2 一质量为 M 的木块放在光滑的水平面上 一质量 m 的子弹以初速 度 v 0 水平飞来打进木块并留在其中 设相互作用力为 f 问题 1 子弹 木块相对静止时的速度 v 问题 2 子弹在木块内运动的时间 t 由动量定理得 对木块 问题 3 子弹 木块发生的位移 s 1 s 2 以及子弹打进木块的深度 s 由动能定理得 对子弹 2 0 2 1 2 1 2 1 mv mv s f 2 2 0 1 2 2 m M f v m M Mm s 对木块 2 2 2 1 Mv fs 2 2 0 2 2 2 m M f v Mm s 问题 4 系统损失的机械能 系统增加的内能 0 V 1 图 1 s M 相 S 2 S www J 在线名师 答疑室 随时随地提问互动 第 2页 在线学习网址 www J 客服热线 400 650 7766 9 00 21 00 everyday 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 二 平均动量守恒问题 人船模型 特点 初态时相互作用物体都处于静止状态 在物体发生相对运动的过程中 某一个方向的动量 守恒 如水平方向动量守恒 对于这类问题 如果我们应用 人船模型 也会使问题迅速得到解决 现具体分析如下 模型 如图所示 长为 L 质量为 M 的小船停在静水中 一个质量 m的人立在船头 若不计水 的粘滞阻力 当人从船头走到船尾的过程中 船和人对地面的位移各是多少 针对训练 1 一只小船静止在湖面上 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 人在船上行走对船的冲量比船对人的冲量小 所以人向前运动的快 船后退的慢 B 人在船上行走时 质量比船小 所受的冲量大小是相等的 所以人向前走得快 船后退的慢 C 当人停止走动时 因船的惯性大 所以船将会继续后退 D 当人停止走动时 因为总动量守恒 故船也停止后退 2 一艘小船的质量为 M 船上站着一个质量为 m 的人 人和小船原处于静止状态 水对船的阻力 可以忽略不计 当人从船尾向船头方向走过距离 d 相对于船 小船后退的距离 A M md B m M md C m M Md D m M md 3 甲乙两船质量均为 M 以相同的速率 v 相向而行 甲船上站着一个质量为 m的人随船行驶 不计 水的阻力 当他由甲船跳上乙船 再由乙船跳回到甲船上 这样反复几次后 乙船速度变为零 则甲 船的速度为 A mv M m B 2M m v M m C 0 D mv 2M m 4 质量为 M 2kg 的木块静止在光滑的水平面上 一颗质量为 m 20g 的子弹以 v 0 100m s 的速度水平 飞来 射穿木块后以 80m s 的速度飞去 则木块速度大小为 m s 5 质量是 10g 的子弹 以 300m s的速度射入质量是 24g 静止在水平光滑桌面上的木块 并留在木块 中 子弹在木块中以后 木块运动的速度是多大 如果子弹把木块打穿 子弹穿过后的速度为 100m s 这时木块的速度又是多大 www J 在线名师 资料室 免费资料任你下载 第 3页 在线学习网址 www J 客服热线 400 650 7766 9 00 21 00 everyday 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 6 甲 乙两个溜冰者相对而立 质量分别为 m 甲 60kg m 乙 70kg 甲手中另持有 m 10kg 的球 如 果甲以相对地面的水平速度 v 0 4m s 把球抛给乙 求 1 甲抛出球后的速度 2 乙接球后的速度 7 如图所示 在水平地面上放置一质量为 M 的木块 一质量为 m的子弹以水平速度 v 射入木块 未 穿出 若木块与地面间的动摩擦因数为 求子弹射入后 木块在地面上前进的距离 8 质量为 M的气球上有一质量为 m的人 共同静止在距地面高为 h 的空中 现在从气球中放下一根 不计质量的软绳 人沿着软绳下滑到地面 软绳至少为多长 人才能安全到达地面 9 如图所示 ABC 是光滑轨道 其中 BC 部分是半径为 R 的竖直放置的半圆 一质量为 M 的小木块 放在轨道水平部分 木块被水平飞来的质量为 m的子弹射中 并滞留在木块中 若被击中的木块沿 轨道能滑到最高点 C 已知木块对 C 点的压力大小为 M m g 求 子弹 射入木块前瞬间速度的大小 www J 在线名师 答疑室 随时随地提问互动 第 4页 在线学习网址 www J 客服热线 400 650 7766 9 00 21 00 everyday 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 10 如图 1所示 小车 A 的质量 m 1 8kg 物块 B质量 m 2 2kg 水平面光滑 B 物置于小车上后静止 今有质量为 10g 的子弹以速度 200m s 射入 B 并穿过 B 物体 击穿时间极短 若子弹穿过 B 物时 B 物获得速度为 0 6m s 求 1 子弹穿过 B 物时的速度大小为多大 2 若最终 B 与 A 一起运动 其速度大小为多大 11 在一只静止的质量为 50kg 的船上 水平射出一颗质量为 10g 的子弹 子弹的速度是 800m s 求 船的反冲速度 如果船运动时受到水的阻力是船重的 0 01倍 船后退多长时间才停止运动 12 长 l 为 1m 的轻绳下端挂着 1 个质量 M 为 9 99kg 的砂袋 一颗质量为 10g 的子弹以 500m s 的速 度水平射入砂袋 问在子弹射入砂袋后的瞬间 悬绳的拉力是多大 g 10m s 2 v 0 B A 图 1 m M v 图 2 www J 在线名师 资料室 免费资料任你下载 第 5页 在线学习网址 www J 客服热线 400 650 7766 9 00 21 00 everyday 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 参考答案 模型 1 mv 0 mv Mv m 2 22 0 0 111 222 mv v Em vm vM M 模型 2 mv 0 M m v 0 mv v M m 模型 m x L Mm 船 M x L Mm 人 针对训练 1 BD 2 D 3 A 4 0 2 5 88 2m s 83m s 7 mv M m v 2 1 0 2 M mg x M mv 2 2 mv x M mg 8 Mm Lh M 9 mv 0 M m v 1 22 1 11 2 22 C M m v Mm gR Mm v 2 C v Mm gMm gmM R 0 6 Mm vg R m 10 1 0 01 200 2 0 6 0 01 v 1 v 1 80m s 2 2 0 6 2 8 v 2 v 2 0 12m s 11 0 0 010 800 50 v v 0 16m s 0 16 s1 6 s 0 1 t 12 0 01 500 10 v 1 2 1 v TMm gMm l T 105N