第一章 专题强化2 动量守恒定律的应用-2022-2023学年高二新教材物理选择性必修第一册【步步高】学习笔记（人教版）

第一章 DONGLIANGSHOUHENGDINGLVDEYINGYONG 专题强化2　动量守恒定律的应用 探究重点 提升素养 / 专题强化练 1.进一步理解动量守恒定律的含义及守恒条件. 2.会利用动量守恒定律分析和解决多物体、多过程问题. 3.会分析动量守恒定律应用中的临界问题. 学习目标 内容索引 探究重点　提升素养 Part 1 专题 强化练 Part 2 探究重点　提升素养 Part　1 一、对动量守恒条件的进一步理解 1.动量守恒定律的研究对象是系统.研究多个物体组成的系统时，应合理选择系统，分清内力与外力，然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件. 2.动量守恒定律成立的条件 (1)系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形. (2)系统受外力作用，但所受合外力为零.像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形. (3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒.例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，系统的动量近似守恒. (4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒. 　(多选)质量分别为M和m0的两滑块用轻弹簧连接，均以恒定速度v沿光滑水平面运动，且与位于正前方的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是 A.M、m0、m速度均发生变化，碰后分别为v1、v2、 　v3，且满足(M＋m0)v＝Mv1＋m0v2＋mv3 B.m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，且满足Mv＝Mv1＋mv2 C.m0的速度不变，M和m的速度都变为v′，且满足Mv＝(M＋m)v′ D.M、m0、m速度均发生变化，M和m0的速度都变为v1，m的速度变为v2，　 　且满足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2 例1 √ √ M和m碰撞时间极短，在极短的时间内弹簧形变极小，可忽略不计，因而m0在水平方向上没有受到外力作用，动量不变(速度不变)，可以认为碰撞过程中m0没有参与，只涉及M和m，由于水平面光滑，弹簧形变极小，所以M和m组成的系统水平方向动量守恒，两者碰撞后可能具有共同速度，也可能分开，故B、C正确. 　如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块.现让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始下落，与圆弧槽相切自A点进入槽内，并从C点飞出，则以下结论中正确的是 A.小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功 B.小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C.小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中， 小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D.小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 例2 √ 小球在半圆槽内由A向B运动时，由于槽的左侧有一固定在水平面上的物块，槽不会向左运动，则小球的机械能守恒，从A到B做圆周运动，小球和槽组成的系统在水平方向上所受合外力不为零，动量不守恒；小球从B到C运动的过程中，槽向右运动，系统在水平方向上合外力为零，动量守恒，小球的机械能不守恒，槽的支持力对其做功，故A、B错误，C正确； 小球离开C点时，既有竖直向上的分速度，又 有水平分速度，小球做斜上抛运动，故D错误. 二、动量守恒定律在多物体、多过程问题中的应用 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)正确进行研究对象的选取：有时对整体应用动量守恒定律，有时对部分物体应用动量守恒定律.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)正确进行过程的选取和分析：通常对全程进行分段分析，并找出联系各阶段的状态量.根据所研究问题的需要，列式时有时需分过程多次应用动量守恒，有时只需针对初、末状态建立动量守恒的关系式. 　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最后的共同速度v＝2.5 m/s.求： (1)木块A的最终速度的大小； 例3 答案　2.1 m/s 取向右为正方向，设木块A的最终速度为v1，由动量守恒定律，对A、B、C有 m0v0＝mAv1＋(mB＋m0)·v，解得v1＝2.1 m/s. (2)小物块C滑离木块A的瞬时速度的大小. 答案　4 m/s 设C滑离A时的速度为v2，当C滑离A后，由动量守恒定律，对B、C有m0v2＋mBv1＝(mB＋m0)v， 解得v2＝4 m/s. 三、动量