内容正文:
动量守恒定律
第一章
培优课二 动量守恒定律的应用
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课堂·深度探究
课末·随堂演练
课时作业(五)
课堂·深度探究
考点一 “ 某一方向上动量守恒”问题
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考点二 动量守恒定律在多物体、多过程问题中的应用
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考点三 动量守恒定律在临界问题中的应用
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课时作业(五) 培优课二 动量守恒定律的应用
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制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2010、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
[学习目标] 1.两类碰撞模型的灵活应用(科学思维).2.会应用动量守恒定律解决“某一方向动量守恒”问题(科学思维).3.动量守恒定律在“临界问题”中的应用(科学思维).
如果系统所受的合外力不等于零,外力也不是远小于内力,这时系统动量不守恒,也不能认为近似守恒,但是若在某一方向上不受外力或所受合外力的分量等于零,或者某一方向上的外力远小于内力,那么在这一方向上系统动量守恒.
【例题1】 如图所示,光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车,小车上有一光滑的、半径为R的圆弧轨道.现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放,下列说法正确的是( )
A.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量守恒
B.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量不守恒
C.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统在水平方向上动量不守恒
D.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统机械能不守恒
解析 当小球沿光滑曲面下滑时,小球和小车组成的系统合力不为零,动量不守恒,但小车和小球在水平方向上的合力为零,此方向上动量守恒,选项A、C错误,B正确;除重力系统无外力做功,小车和小球组成的系统机械能守恒,选项D错误.
思维导引:小球下滑过程中,小球和小车组成的系统处于失重状态,即所受合外力不为零,系统动量不守恒.
答案 B
【变式1】 如图所示,质量为0.5 kg的小球在离车底面高度20 m处以一定的初速度向左水平抛出,落在以7.5 m/s的速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,小车的底面上涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4 kg,若小球落在车的底面前瞬间的速度是25 m/s,则当小球和小车相对静止时,小车的速度是(g取10 m/s2)( )
A.5 m/s B.4 m/s
C.8.5 m/s D.9.5 m/s
答案 A
解析 由平抛运动规律可知,小球下落的时间t== s=2 s,在竖直方向的速度vy=gt=20 m/s,水平方向的速度vx= m/s=15 m/s,取小车初速度的方向为正方向,由于小球和小车的相互作用满足水平方向上的动量守恒,则m车v0-m球vx=(m车+m球)v,解得v=5 m/s,选项A正确.
多个物体相互作用时,物理过程往往比较复杂,分析此类问题时应注意:
(1)灵活选取研究对象:有时需应用整体系统动量守恒,有时只需应用部分物体系统动量守恒.研究对象的选取,一是取决于系统是否满足动量守恒的条件,二是根据所研究问题的需要.
(2)灵活进行运动过程的选取与分析:通常对全程进行分段分析,并找出联系各阶段的状态量.列式时有时需要分过程多次应用动量守恒定律,有时只需针对初、末状态建立动量守恒的关系式.
【例题2】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 m/s在A表面沿水平方向向右滑动,由于C与A、B间均有摩擦,C最终停在B上,B、C最后