内容正文:
3.动量守恒定律
典型考点一 对内力、外力的理解
1.如图所示,公路上三辆汽车发生了追尾事故。如果将甲、乙两辆汽车看作一个系统,丙车对乙车的作用力是________(填“内”或“外”)力;如果将三车看成一个系统,丙车对乙车的力是________(填“内”或“外”)力。
答案 外 内
解析 内力是系统中物体间的作用力,外力是系统以外的物体对系统内的物体的作用力。一个力是内力还是外力关键是看选择的系统。如果将甲和乙看成一个系统,丙车对乙车的力是外力;如果将三车看成一个系统,丙车对乙车的力是内力。
典型考点二 动量守恒定律的条件
2.(2022·江苏省苏州市常熟中学高二上10月质检)在下列几种现象中,所选系统动量守恒的是( )
A.原来静止在光滑水平面上的车,从水平方向跳上一个人,人车为一系统
B.运动员将铅球从肩窝开始加速推出,以运动员和铅球为一系统
C.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,以重物和车厢为一系统
D.光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,以重物和斜面为一系统
答案 A
解析 A项中,人与车组成的系统受到的合力为零,故系统动量守恒,A正确;B项中,运动员与铅球组成的系统初动量为零,末动量不为零,故系统动量不守恒,B错误;C项中,重物和车厢组成的系统末动量为零而初动量不为零,故系统动量不守恒,C错误;D项中,在物体沿斜面滑下时,系统有竖直方向的加速度,所受合力不为零,故系统动量不守恒,D错误。
3.(2023·山东省滨州市沾化区实验高级中学高二上10月月考)一辆小车静止在光滑的水平面上,小车立柱上固定一条长为L、系有小球的水平细绳,如图所示,小球由静止释放,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.小球的机械能不守恒,球、车系统动量守恒
B.小球的机械能不守恒,球、车系统动量不守恒
C.球、车系统的机械能、动量都守恒
D.球、车系统的机械能、动量都不守恒
答案 B
解析 小球由静止释放后运动的过程中,小球与小车组成的系统在水平方向不受外力作用,故系统在水平方向上动量守恒,而在竖直方向上地面对小车的支持力大小并非总等于球、车的重力大小之和,则竖直方向上系统动量不守恒,即系统动量并不守恒;小球释放之后,小车将通过细绳对小球做功,小球的机械能不守恒;球、车系统在整个过程中只有重力做功,故系统机械能守恒,故B正确,A、C、D错误。
[名师点拨] 判定系统动量是否守恒的一般步骤
(1)分析动量守恒时研究对象是系统,要分清外力与内力。
(2)研究系统受到的外力的矢量和。
(3)外力的矢量和为零,则系统动量守恒;若外力在某一方向上合力为零,则在该方向上系统动量守恒。
注:系统动量严格守恒的情况很少,在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。
典型考点三 动量守恒定律的应用
4.(2023·江苏省涟水县第一中学高二上第一次检测)在光滑水平地面上放置一辆小车,车上放置有木盆,在车与木盆以共同的速度向右运动时,有雨滴以极小的速度竖直落入木盆中而不溅出,如图所示,则在雨滴落入木盆的过程中,小车速度将( )
A.保持不变 B.变大
C.变小 D.不能确定
答案 C
解析 雨滴落入木盆的过程中,小车、木盆、雨滴组成的系统水平方向满足动量守恒定律,设小车、木盆的总质量为M,雨滴的质量为m,雨滴落入木盆前小车速度为v,落入木盆后小车速度为v共,则有Mv=(M+m)v共,解得v共=v<v,则在雨滴落入木盆的过程中,小车速度将变小,故选C。
5.如图所示,A、B两物体放在光滑水平面上并相向运动,已知mA=0.5 kg,vA=4 m/s,mB=0.3 kg,vB=10 m/s,两物体相碰后粘在一起,则A、B共同运动的速度为( )
A.1.25 m/s,向右 B.1.25 m/s,向左
C.0 D.6.25 m/s,向右
答案 B
解析 A与B两物体在光滑水平面上发生碰撞,只有内力作用,系统所受外力的矢量和为零,系统动量守恒,取水平向右为正方向,有mAvA+(-mBvB)=(mA+mB)v共,代入数据解得v共=-1.25 m/s,即共同速度的大小为1.25 m/s,方向向左,故选B。
[名师点拨] 应用动量守恒定律解题的步骤
(1)找:找研究对象(系统包括哪几个物体)和研究过程;
(2)析:进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或在某一方向是否守恒);
(3)定:规定正方向,确定初、末状态动量的正、负号,画好分析图;
(4)列:由动量守恒定律列式;
(5)算:合理进行运算,得出最后的结果,并对结果进行讨论。
在以上五步中“找”与“析”是关键所在。
6.如图所示,在光滑水平面上有两个并排静止放置的木块A、B,已知mA=0.5 kg,mB=0.3 kg。现有质量m0=0.08 kg的小物块C以初速度v0=25