第十六章 专题 动量守恒定律模型 课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版选修3-5

动量守恒定律模型 ——作用时间极短，内力远大于外力，运动状态变化很快，可认为是在原位置发生。 例1、如图所示，光滑斜面与粗糙水平地面在B点平滑连接，质量为m的物块Q静止在粗糙水平地面上，物块Q与B点之间的距离为，将质量为2m的物块P从光滑斜面上距离水平地面高度为h处由静止释放，P下滑后与Q发生弹性碰撞，P、Q与粗糙水平地面之间的动摩擦因数均为，两物块均可视为质点，重力加速度为g，空气阻力不计。求最终P、Q之间的距离。 一、碰撞模型 二、爆炸模型 例2、如图所示，离地面高5.45m的O处用不可伸长的细线挂一质量为0.4kg的爆竹(火药质量忽略不计)，线长0.45m．把爆竹拉起使细线水平，点燃导火线后将爆竹无初速度释放，爆竹刚好到达最低点B时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平抛出，落到地面A处，抛出的水平距离为x＝5m．另一块仍系在细线上继续做圆周运动通过最高点C.空气阻力忽略不计，取g＝10m/s2.求： (1)爆炸瞬间反向抛出那一块的水平速度v1的大小； (2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时细线的拉力FT。 三、单一方向上动量守恒 ——系统所有外力之和不为零，但在某一方向上所有合外力为零，则该方向上动量守恒。 例3、质量为M的砂车，沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从砂车上方竖直向下落入一个质量为m的大铁球，如图，则铁球落入砂车后，砂车将(　　) A．立即停止运动 B．仍匀速运动，速度仍为v0 C．仍匀速运动，速度小于v0 D．做变速运动，速度不能确定 四、人船模型 ——不计水的阻力，系统动量守恒，位移大小与质量成反比。 1.用平均动量守恒法求位移 此方法适用于系统原来处于静止状态，然后系统内物体相互作用，求各个物体的位移。此时动量守恒式经常写成m1v1=m2v2的形式，所以全过程有=，如果作用时间为t，有m1s1=m2s2 2.用平均动量守恒法求分析速度 动量守恒定律是瞬时关系式，动量守恒是指时时刻刻的动量守恒。对于人、船合动量为0的系统，人均匀前进，船匀速后退；人加速前进，船加速后退；人动船动，人快船快，人慢船慢，人停船停。 四、人船模型 ——不计水的阻力，系统动量守恒，位移大小与质量成反比。 例4、如图所示，长为L、质量为m1的小船停在静水中，一个质量为m2的人站在船头，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？ 四、人船模型 例5、如图所示，一个质量为m1＝50 kg的人爬在一只大气球下方，气球下面有一根长绳．气球和长绳的总质量为m2＝20kg．当静止时人离地面的高度为h＝5m．如果这个人开始沿绳向下滑，忽略重力和空气阻力，若该人要安全的滑到地面，则绳子长度至少为多少？ 正确分析物体位移关系，画好位移关系图，列出位移关系式和动量守恒式，是解决这类问题的关键 五、子弹打木块模型 a、木块未被击穿 b、木块被击穿 M m v1 M m v1 动量守恒 能量守恒 动量守恒 注：作用时间极短，则可忽略木块的位移，无论地面是否光滑，系统动量守恒；作用时间较长，则模板位移不可忽略，只有在地面光滑时系统动量守恒。 能量守恒 特点：系统动量守恒、能量守恒。但部分机械能转化为内能，在计算时要对子弹和木块分别利用动能定律。 五、子弹打木块模型 例6、如图所示，质量为M的木块静止于光滑的水平面上，一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出．设木块对子弹的阻力恒为F，求： (1)射入过程中产生的内能为多少？ (2)木块至少为多长时子弹才不会穿出？ 六、滑块木板模型 a、未滑离木板 b、可滑离木板 c、反向滑上木板 未滑离木板 可滑离木板 例8．如图所示为一游艺系统示意图。光滑半圆轨道竖直固定，直径AB沿竖直方向，半径为R=0.8m，A点有一质量为m=2kg的小物块处于静止状态。光滑足够长的水平平台上有一平板小车，质量为M=3kg，其左端恰好与半圆轨道的B点平齐，恰能使小物块离开B点后滑上小车。在A点给物块一个水平向左的瞬时冲量I，物块以v1=4m/s的速度滑上小车，恰停在小车右端。已知物块与小车之间的动摩擦因数为，g=10m/s2。求 （1）在B点物块对轨道压力大小； （2）瞬时冲量I； （3）小车的长度。 六、滑块木板模型 例9、如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M＝3 kg的薄板和质量为m＝1 kg的物块．都以v＝4 m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4 m/s时，物块的运动情况是(　　) A．做加速运动　　　　 B．做减速运动 C．做匀速运动 D．以上运动都可能 六、滑块