内容正文:
第五讲 动量守恒定律分析及应用(上、下)
考点精要
1.掌握动量守恒定律的内容及使用条件,知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题.
2.掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤.
3.会应用动量定恒定律分析、解决动量守恒的问题.
热点分析
动量守恒定律适用于系统不受外力作用或者所受外力的合力为零的情形,广泛地应用于碰撞、爆炸、冲击等情景,近代物理中微观粒子的研究、火箭技术的发展都离不开动量守恒定律,它是自然界中最普遍、最重要的客观规律之一,比牛顿定律更广泛,是高考中经久不衰的重点、热点和难点.这一部分内容题型丰富,选择题和解答题并举.题目难度从容易到高难度的均有,分值配备比重大,凸现其重点地位.
单独对动量守恒定律的考查趋势减小,主要集中在以选择题形式出现了基础题,如果以解答题的形式单独对其考查,则试题的难度会很大,这种情况出现的几率不大,近年来对本考点的考查更多的是与能量相结合,组合考点覆盖面大、过程复杂的综合应用题,或者与电磁场、核反应相结合,总体难度不会有太大变化
知识梳理
1、 研究对象:系统
2、 研究过程:一般作用时间都比较短暂
3、动量守恒定律:一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
4、动量守恒定律成立的条件
⑴系统不受外力或者所受外力之和为零;
⑵系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;
⑶系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒。
5、动量守恒定律的表达形式
即:
6、典型物理过程: 碰撞、子弹打木块类问题、爆炸、反冲等问题
典型物理模型:
1) 小球碰撞-------一静一动弹性碰撞模型
(
s
2
d
s
1
v
0
v
)
2) 子弹打木块模型
例2、设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的
质量为M的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d。
求子弹的末速度;产生的热量。
3) (
V
0
M
m
)物块在木板上滑行模型
例3 、 如图所示,质量为M=9kg的足够长的木板放在光滑的
水平面上,质量为m=1kg的可看成质点的滑块处在木板的最左
端,开始滑块以速度v0=1m/s向右滑上木板,设滑块与木板间
的动摩擦因数为μ=0.2,求物块在木板上滑动的距离。(g取10m/s2)
4) 爆炸模型
例4、质量为m=3㎏的物体在离地面高度为h=20m处,_正以水平速度v=20m/s运动时,突然炸裂成两块,其中一块质壁为m1=1㎏.仍沿原运动方向以v1=40m/s的速度飞行,炸裂后的另一块的速度大小为多少? 两块落到水平地面上的距离为多少米? (小计空气阻力,g取10m/s2)
5) 反冲模型
(
l
2
l
1
)例5、质量为m的人站在质量为M,长为L的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时,船左端离岸多远?
拓展:科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船,按照近代光的粒子说,光由光子组成,飞船在太空中张开太阳帆,使太阳光垂直射到太阳帆上,太阳帆面积为S,太阳帆对光的反射率为100%,设太阳帆上每单位面积每秒到达n个光子,每个光子的动量为p,如飞船总质量为m。
求:(1)飞船加速度的表达式。
(2)若太阳帆面对阳光一面是黑色的,情况又如何?
6) 多系统多过程模型
例题6、.如图所示.A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板.A的左端和B的右端相接触.两板的质量皆为M=2.0㎏,长度皆为l=1.0m,C是一质量为m=1.0㎏的小物块.现给它一初速度v0=2.0m/s,使它从B板的左端开始向右滑动.已知地面是光滑的,而C与A、B之间的动摩擦因数皆为μ=0.10.问最后A、B、C各以多大的速度作匀速运动?g取10m/s2。
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由动量守恒得:
m1V0= m1V1′ + m2V2 ′
……………(1)
由系统动能守恒
联立①②式得:
V0
静止
A
B
A
B
V1ˊ
V2ˊ
$$