内容正文:
物 理
动量守恒定律的应用
讲师:朱坤林
选择性必修 第一册
情境导入
本堂课为大家展示如何利用动量守恒定律解决生活中的问题。
知识海洋
动量守恒定律的应用
①确定研究对象,进行受力分析
②确定研究过程,进行运动分析
③判断系统在研究过程中是否满足动量守恒定律成立的条件
④规定某个方向为正方向,分析初末状态系统的动量
⑤根据动量守恒定律建立方程,并求解
应用探究
例.如图所示,传送带以0 = 2m/s的水平速度把质量为m = 20kg的行李包运送到原来静止在光滑轨道上的质量为M = 30kg的小车上,若行李包与车上表面间的动摩擦因数 = 0.4,则行李包从滑上小车至在小车上滑到最远处所经历的时间是多少?(设小车足够长)
解题导引
分清初末状态,行李包的初速度即传送带的速度,行李包的末速度即小车的末速度。
应用探究
例.如图所示,传送带以0 = 2m/s的水平速度把质量为m = 20kg的行李包运送到原来静止在光滑轨道上的质量为M = 30kg的小车上,若行李包与车上表面间的动摩擦因数 = 0.4,则行李包从滑上小车至在小车上滑到最远处所经历的时间是多少?(设小车足够长)
解析:以行李包与小车构成的系统为研究对象,行李包与小车最后达到相同速度,设为
由动量守恒定律得m0 = (M+m),解得 = 0.8 m/s。
对行李包,由动量定理得mgt = mm0,解得t = 0.3 s。
即行李包从滑上小车至在小车上滑到最远处经历的时间为0.3 s。
答案 :0.3s
应用探究
例.如图所示,一质量为 的人站在质量为 m 的小船甲上,以速率0在水面上向右运动。另一完全相同的小船乙以速率0从右方向左方驶来,两船在一条直线上运动。为避免两船相撞,人从甲船以一定的速率水平向右跃到乙船上,问:为避免两船相撞,人水平跳出时相对于地面的速率至少多大?
解析:设向右为正方向,两船恰好不相撞,最后具有共同速度1,由动量守恒定律得:
( + m) 0m0 = (2m + )1
解得:1 = 0
设人跃出甲船的速率为2,人从甲船跃出的过程满足动量守恒定律:
( + m)0 = m + 2
解得:2 = 0
答案:0
应用探究
例.(多选)如图所示,甲、乙两人静止在光滑的冰面上,甲沿水平方向推了乙一下,结果两人向相反方向滑去。已知甲的质量为45kg,乙