3. 动量守恒定律(同步讲义)物理人教版选择性必修第一册

2026-05-25
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精品

资源信息

学段 高中
学科 物理
教材版本 高中物理人教版选择性必修 第一册
年级 高二
章节 3. 动量守恒定律
类型 教案-讲义
知识点 动量,动量守恒定律,动量守恒定律的应用
使用场景 同步教学-新授课
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 2.16 MB
发布时间 2026-05-25
更新时间 2026-05-25
作者 红外线
品牌系列 上好课·上好课
审核时间 2026-05-25
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/58027362.html
价格 3.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

摘要:

本讲义聚焦动量守恒定律核心知识点,系统梳理定律内容、成立条件(不受外力、外力远小于内力、某方向合外力为零)、三种表达式及应用“五性”(系统性、矢量性等),通过知识梳理搭建基础框架,结合重难探究深化理解,形成完整学习支架。 资料以生活情境(双人滑冰推手、碰碰车碰撞)驱动探究,通过问题链引导科学推理与模型建构,典例与分层练习(基础练巩固概念、提升练对接高考)助力科学思维培养。课中辅助教师引导学生从现象到规律探究,课后帮助学生查漏补缺,强化知识应用与素养提升。

内容正文:

3. 【知识梳理】 1 一、 动量守恒定律 1 二、 动量守恒定律的应用 1 【重难探究】 3 探究1  探究动量守恒定律 3 探究2 探究动量守恒定律普适性 4 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点1 动量守恒定律 1、动量守恒定律的内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这系统的总动量保持不变。 2、动量守恒定律成立的条件 (1)系统不受外力或者所受外力的合力为零。 (2)系统外力远小于内力时,外力的作用可以忽略,系统的动量守恒。 (3)系统在某个方向上的合外力为零时,系统在该方向上动量守恒。 3、动量守恒定律的表达式 (1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(作用前后动量相等)。 (2)Δp=0(系统动量的增量为零)。 (3)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量的增量大小相等、方向相反) 知识点2 动量守恒定律的徐文涛用 1、动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义 (1)p=p':系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p'。 (2)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2':相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和。 (3)Δp1=-Δp2:相互作用的两个物体组成的系统,一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化 量大小相等、方向相反。 (4)Δp=0:系统总动量的变化量为零。 2、动量守恒定律的“五性” (1)系统性:注意判断是哪几个物体构成的系统的动量守恒。 (2)系矢量性:是矢量式,解题时要规定正方向。 (3)系相对性:系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系,通常为相对于地面的速度。 (4)系同时性:初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量;末动量必须是各物体在作用后同一时刻的动量。 (5)系普适性:不仅适用两个物体或多个物体组成的系统,也适用于宏观低速物体以及微观高速粒子组成系统。 3、应用动量守恒定律解题的基本思路 (1)系明确研究对象合理选择系统。 (2)系判断系统动量是否守恒。 (3)系规定正方向及初、末状态。 (4)系运用动量守恒定律列方程求解。 【重难探究】 探究1 动量守恒定律 【探究导入】 在体育课上,同学们常玩的双人滑冰推手活动是一个典型的相互作用过程。当两位同学静止站立并互相推开时,原本静止的两人会向相反方向滑出。尽管他们之间的作用力大小相等、方向相反,但他们的运动状态却发生了明显变化。这一现象背后隐藏着一个重要的物理规律。 问题 1. 推开前两人静止,总运动效果为零;推开后两人都在运动,总运动效果是否仍然为零? 提示: 推开前系统总动量为0。推开后,设两人质量分别为和,速度分别为和,若方向相反,则总动量为。实验表明,若取一方速度为正,另一方为负,计算结果仍为0,说明总动量未变。 2. 能否用已知的动量概念描述这个系统的整体运动特征? 提示:动量是描述物体运动状态的物理量,系统总动量是各物体动量的矢量和。该过程中,尽管个体动量改变,但系统整体动量保持不变。 3. : 系统内部相互作用力(推力)是否会影响整个系统的总动量? 提示: 推力是系统内力,成对出现且矢量和为0,不会改变系统总动量。 4. 如果地面摩擦力很小,系统在水平方向不受其他外力,总动量会如何变化? 提示: 外力矢量和为0时,系统总动量保持不变,这正是动量守恒的表现。 【探究归纳】1.系统动量守恒的判定方法 (l)分析动量守恒时研究对象是系统,分清外力与内力; (2)研究系统受到的外力矢量和; (3)外力矢量和为零,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; (4)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. 2.动量守恒定律指系统不受外力或所受合外力为零时,总动量保持不变。适用于宏观、微观及高速、低速场景,分一维、二维碰撞等情况,需注意系统选取及动量矢量性。 【典例赏析】 [例1] 下列说法正确的是(  ) A.系统中物体间的作用力会改变系统的总动量 B.两物体碰撞后的动量之和一定等于碰撞前的动量之和 C.系统以外的物体施加给系统内物体的力只会改变系统的动量,不会改变系统的能量 D.理论和实验都表明:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变 [例2](多选)如图所示,带有斜面的小车A静止于光滑水平面上,现B以某一初速度冲上斜面,在冲到斜面最高点的过程中 (  ) A.若斜面光滑,系统动量守恒,机械能守恒 B.若斜面光滑,系统动量不守恒,机械能守恒 C.若斜面不光滑,系统水平方向动量守恒,机械能不守恒 D.若斜面不光滑,系统水平方向动量不守恒,机械能不守恒  【针对训练】 1.如图,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中(不计水的阻力),则救生员跃出后小船的速率为(  ) A. B. C. D. 2 (多选)如图所示,有辆平板小车停放在光滑的水平地面上,平板小车上放置着两个质量不相等的物体甲和乙,起初甲、乙两物体间有一根被压缩的轻弹簧,轻弹簧与甲、乙两物体相连接,当两物体同时被释放后,则(  ) A.若甲、乙所受的摩擦力大小相等,则甲、乙组成系统的动量守恒 B.若甲、乙所受的摩擦力大小相等,则甲、乙、小车组成系统的动量守恒 C.若甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同,则甲、乙组成的系统动量守恒 D.若甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同,则甲、乙、小车组成系统的动量守恒 探究2 探究动量守恒定律的普适性 【探究导入】 情境探究 在游乐场中,两辆碰碰车发生碰撞后各自弹开。碰撞过程中,两车之间的相互作用力大小和方向不断变化,且难以准确测量。然而,我们发现无论碰撞多么复杂,只要系统不受外力影响,碰撞前后两车的总动量始终保持不变。 问题 1.碰撞过程中,为什么难以用牛顿第二定律准确计算每辆车的运动状态? 提示: 碰撞时作用力随时间迅速变化,且涉及摩擦、形变等多种因素,导致受力情况极为复杂。若使用牛顿第二定律 ,需精确知道力的时间函数,实际操作困难。 2.减是否存在一个物理量,在碰撞前后保持不变,能帮助我们简化分析? 提示:实验表明,系统总动量在碰撞前后保持不变。例如,两车质量分别为 、,初速度为 、,末速度为 、,总有 。这一规律不依赖于中间过程,仅与始末状态有关 。 3.如果只关注碰撞前后的运动状态,而不分析中间复杂的力,能否找到规律? 提示:正是由于动量守恒只涉及初态和末态,无需考虑力的细节,因此即使过程复杂,也能直接建立方程求解未知速度或质量。 4. 在高速或微观粒子碰撞中,牛顿定律是否仍然适用? 提示:在接近光速或原子尺度下,牛顿运动定律不再适用,但实验仍观测到动量守恒成立,说明该定律具有更广泛的适用性 【探究归纳】、 1.应用动量守恒定律解题的基本思路 (1)系明确研究对象合理选择系统。 (2)系判断系统动量是否守恒。 (3)系规定正方向及初、末状态。 (4)系运用动量守恒定律列方程求解。 2.动量守恒定律应用于碰撞、爆炸等场景。需选合适系统,判断守恒条件。列方程时注意动量矢量性,选正方向。流体、微粒问题用柱体模型结合动量定理,多物体系统分过程分析,是解决动力学问题的核心工具。 【例3】 (多选)如图,小车在地面上静止,车与地面间摩擦忽略不计,A、B两人站在车的两头。两人同时开始相向行走,发现小车向左运动,小车运动的原因可能是(    )    A.A、B质量相等,但A的速率比B大 B.A、B质量相等,但A的速率比B小 C.A、B速率相等,但A的质量比B大 D.A、B速率相等,但A的质量比B小 【例4】 一辆平板车沿光滑平面运动,车的质量,运动速度为,求在下列情况下,车的速度变为多大? (1)一个质量为的物块从5m高处自由下落掉入车内并立刻与车共速; (2)将质量为的物块,以的速度迎面水平扔入车内并立刻与车共速; (3)将质量为的物块,以的速度与车速同向水平扔入车内并立刻与车共速。 【 【针对训练】 3.如图,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中(不计水的阻力),则救生员跃出后小船的速率为(  ) A. B. C. D. 4.如图所示,两块厚度相同的木块A、B,紧靠着放在光滑的桌面上,其质量分别为10kg、9kg,它们的下表面光滑,上表面粗糙,另有质量为1kg的铅块C(大小可以忽略)以10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,由于摩擦,铅块C最后停在木块B上,此时B、C的共同速度v=0.5m/s。求:木块A的最终速度? 【课堂自测·基础练】 1.关于动量守恒定律,以下说法错误的是(  ) A.系统不受外力时,动量一定守恒 B.动量守恒定律也适用于高速运动的物体和微观粒子的情况 C.一个系统的动量守恒,则机械能也守恒 D.两物体组成的系统,受合外力为零,则两物体动量的改变量大小一定相等 2.羽毛球运动作为人们日常活动最受欢迎的运动项目之一,若羽毛球以某一水平初速度击中静止在水平地面的纸箱,使其瞬间卡在纸箱侧壁上,发现羽毛球与纸箱一起滑行的距离为L。已知羽毛球质量5g,纸箱的质量2.495kg,纸箱与地面间动摩擦因数μ=0.1,滑行距离L=2cm。则羽毛球击中纸箱的初速度是(  ) A.0.1m/s B.1m/s C.10m/s D.100m/s 3.如图所示,光滑水平面上有一辆质量为4m的小车,车上左、右两端分别站着甲、乙两人,他们的质量都是m,开始时两个人和车一起以速度v0向右匀速运动.某一时刻,站在车右端的乙先以相对地面向右的速度v跳离小车,然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度v跳离小车.两人都离开小车后,小车的速度大小将是(  ) A.1.5v0 B.v0 C.大于v0,小于1.5v0 D.大于1.5v0 4.如图所示,木块静止于光滑水平地面上,一颗子弹A沿水平方向瞬间射入木块并留在木块内,现将子弹和木块视为系统,则该系统从子弹开始射入到二者相对静止的过程中(  ) A.动量守恒,机械能守恒 B.动量不守恒,机械能不守恒 C.动量守恒,机械能不守恒 D.动量不守恒,机械能守恒 5.如图所示,光滑的水平地面上有一辆平板上,车上有一个人,原来车和人都静止,当人从左向右行走的过程中(  ) A.人和车组成的系统动量不守恒 B.人停止行走时,人和车的速度一定均为零 C.人和车的速度方向相同 D.人和车组成的系统机械能守恒 6.如图所示,滑块P套在固定的光滑横杆上,小球Q通过轻质细绳与滑块相连,将小球从图示位置释放,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是(  ) A.滑块和小球组成的系统动量守恒,机械能守恒 B.滑块和小球组成的系统动量守恒,机械能不守恒 C.滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒 D.滑块和小球组成的系统动量不守恒,机械能不守恒 7.(多选)如图所示,小车放在光滑地面上,A、B两人站在车的两端,这两人同时开始相向行走,发现车向左运动,分析小车运动的原因可能是(  ) A.A、B质量相等,但A比B的速率大 B.A、B质量相等,但A比B的速率小 C.A、B速率相等,但A比B的质量大 D.A、B速率相等,但A比B的质量小 8.(多选)我国女子短道速滑队在世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠.如图所示,观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则(  ) A.甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量相同 B.相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足机械能守恒定律 C.相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足动量守恒定律 D.甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反 9.如图所示,曲面体P静止于光滑水平面上,物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑,Q在P上运动的过程中,下列说法正确的是(  ) A.P对Q做功为零 B.P和Q之间相互作用力做功之和为零 C.P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒 D.P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒 10.质量为M的木块在光滑水平面上以速度v1水平向右运动,质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块,要使木块停下来,必须使发射子弹的数目为(子弹留在木块中不穿出)(  ) A. B. C. D. 11.下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是(  ) A.木块固定在水平面上,子弹水平射入木块的过程中 B.两球匀速下降,细线断裂后,它们在水中运动的过程中 C.剪断细线,弹簧恢复原长的过程中 D.木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中 12.如图所示,足够长的水平面上,A、B两个小滑块用水平轻绳连接,在水平恒力F作用下做匀速直线运动。水平面各处粗糙程度相同。若轻绳突然断掉,则在B停下来之前,下列说法正确的是(  ) A.两滑块组成的系统动量守恒 B.两滑块组成的系统动量增大 C.两滑块组成的系统机械能守恒 D.两滑块组成的系统机械能减少 13.如图所示,物块A、B通过轻弹簧连接,A、B和弹簧组成的系统静止在光滑水平面上。现用手将A、B向两侧拉开一段距离,并由静止同时释放两物块,则放手后(  ) A.A的动能达到最大时,弹簧恢复到原长 B.A的动量达到最大时,弹簧压缩量最大 C.弹簧恢复到原长过程中,系统的动量增加 D.弹簧恢复到原长过程中,系统的机械能增加 14.质量为5g的子弹以300m/s的速度水平射向被悬挂着质量为500g的木块,设子弹穿过木块后的速度为100m/s,重力加速度取10m/s2,则: (1)求子弹穿过木块后的瞬间,木块获得的速度大小; (2)若子弹射穿木块的时间,求子弹对木块的平均冲击力大小; (3)求木块上升的最大高度(不高于悬点)。 15.如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为,,,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有转化为A和B的动能,A和B分开后,立刻取走A。求: (1)炸药爆炸对A的冲量大小; (2)弹簧弹性势能的最大值; (3)弹簧再次恢复原长时,B和C的速度大小和方向。 【素养进阶·提升练】 1.(2024·江苏·高考真题)如图所示,物块B分别通过轻弹簧、细线与水平面上的物体A左右端相连,整个系统保持静止。已知所有接触面均光滑,弹簧处于伸长状态。剪断细线后(  ) A.弹簧恢复原长时,A的动能达到最大 B.弹簧压缩最大时,A的动量达到最大 C.弹簧恢复原长过程中,系统的动量增加 D.弹簧恢复原长过程中,系统的机械能增加 2.(2024·甘肃·高考真题)(多选)电动小车在水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是(  ) A.小车的动能不变 B.小车的动量守恒 C.小车的加速度不变 D.小车所受的合外力一定指向圆心 3.(2023·广东·高考真题)(多选)某同学受电动窗帘的启发,设计了如图所示的简化模型.多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动,忽略阻力.开窗帘过程中,电机对滑块1施加一个水平向右的恒力,推动滑块1以的速度与静止的滑块2碰撞,碰撞时间为,碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为.关于两滑块的碰撞过程,下列说法正确的有(    )    A.该过程动量守恒 B.滑块1受到合外力的冲量大小为 C.滑块2受到合外力的冲量大小为 D.滑块2受到滑块1的平均作用力大小为 4.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)如图所示,在光滑水平面上有一质量为足够长的薄板A,其上静置两个质量均为的物块B、C,B、C与A间的动摩擦因数分别为,物块BC间连接一轻质弹簧,调节BC间距离,将弹簧压缩一定长度后,将它们同时由静止释放。已知弹性势能表达式为(为弹簧的形变量),取重力加速度大小,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求: (1)当初始压缩量时,释放瞬间,B的加速度大小; (2)初始压缩量满足什么条件时,释放后,物块C相对A滑动; (3)当初始压缩量时,释放后,物块B能达到的最大动能。 5.(2025·海南·三模)某兴趣小组在研究物体在水面上运动时所受阻力的课题时,做了如图所示的实验。图中ABCD为一个充水的水池,水池左侧有四分之一光滑圆弧轨道。一质量的小物块从圆弧轨道的最上端静止释放,小物块运动至轨道底端时,恰好以水平速度冲上停靠在水池左侧木板的上表面。已知木板质量,长度,小物块与木板上表面间的动摩擦因数,圆弧轨道的半径,重力加速度g取,小物块可视为质点,木板一直漂浮在水面,忽略小物块冲上木板后木板在竖直方向上的运动。 (1)求小物块运动至轨道最底端时,轨道对其支持力的大小; (2)若木板在水面上运动时水的阻力忽略不计,则小物块与木板达到共速时(木板尚未到达水池右端),求小物块与木板左端的距离; (3)若木板在水面上运动时,水对木板的阻力f与木板的速度v成正比,即,其中。最终木板恰好运动至水池右端速度减为零,且小物块也处在木板的右端,求水池的长度和整个过程中木板的最大速度。 1 / 2 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $ 3. 【知识梳理】 1 一、 动量守恒定律 1 二、 动量守恒定律的应用 1 【重难探究】 3 探究1  探究动量守恒定律 3 探究2 探究动量守恒定律普适性 4 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点1 动量守恒定律 1、动量守恒定律的内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这系统的总动量保持不变。 2、动量守恒定律成立的条件 (1)系统不受外力或者所受外力的合力为零。 (2)系统外力远小于内力时,外力的作用可以忽略,系统的动量守恒。 (3)系统在某个方向上的合外力为零时,系统在该方向上动量守恒。 3、动量守恒定律的表达式 (1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(作用前后动量相等)。 (2)Δp=0(系统动量的增量为零)。 (3)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量的增量大小相等、方向相反) 知识点2 动量守恒定律的徐文涛用 1、动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义 (1)p=p':系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p'。 (2)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2':相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和。 (3)Δp1=-Δp2:相互作用的两个物体组成的系统,一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化 量大小相等、方向相反。 (4)Δp=0:系统总动量的变化量为零。 2、动量守恒定律的“五性” (1)系统性:注意判断是哪几个物体构成的系统的动量守恒。 (2)系矢量性:是矢量式,解题时要规定正方向。 (3)系相对性:系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系,通常为相对于地面的速度。 (4)系同时性:初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量;末动量必须是各物体在作用后同一时刻的动量。 (5)系普适性:不仅适用两个物体或多个物体组成的系统,也适用于宏观低速物体以及微观高速粒子组成系统。 3、应用动量守恒定律解题的基本思路 (1)系明确研究对象合理选择系统。 (2)系判断系统动量是否守恒。 (3)系规定正方向及初、末状态。 (4)系运用动量守恒定律列方程求解。 【重难探究】 探究1 动量守恒定律 【探究导入】 在体育课上,同学们常玩的双人滑冰推手活动是一个典型的相互作用过程。当两位同学静止站立并互相推开时,原本静止的两人会向相反方向滑出。尽管他们之间的作用力大小相等、方向相反,但他们的运动状态却发生了明显变化。这一现象背后隐藏着一个重要的物理规律。 问题 1. 推开前两人静止,总运动效果为零;推开后两人都在运动,总运动效果是否仍然为零? 提示: 推开前系统总动量为0。推开后,设两人质量分别为和,速度分别为和,若方向相反,则总动量为。实验表明,若取一方速度为正,另一方为负,计算结果仍为0,说明总动量未变。 2. 能否用已知的动量概念描述这个系统的整体运动特征? 提示:动量是描述物体运动状态的物理量,系统总动量是各物体动量的矢量和。该过程中,尽管个体动量改变,但系统整体动量保持不变。 3. : 系统内部相互作用力(推力)是否会影响整个系统的总动量? 提示: 推力是系统内力,成对出现且矢量和为0,不会改变系统总动量。 4. 如果地面摩擦力很小,系统在水平方向不受其他外力,总动量会如何变化? 提示: 外力矢量和为0时,系统总动量保持不变,这正是动量守恒的表现。 【探究归纳】1.系统动量守恒的判定方法 (l)分析动量守恒时研究对象是系统,分清外力与内力; (2)研究系统受到的外力矢量和; (3)外力矢量和为零,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; (4)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. 2.动量守恒定律指系统不受外力或所受合外力为零时,总动量保持不变。适用于宏观、微观及高速、低速场景,分一维、二维碰撞等情况,需注意系统选取及动量矢量性。 【典例赏析】 [例1] 下列说法正确的是(  ) A.系统中物体间的作用力会改变系统的总动量 B.两物体碰撞后的动量之和一定等于碰撞前的动量之和 C.系统以外的物体施加给系统内物体的力只会改变系统的动量,不会改变系统的能量 D.理论和实验都表明:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变 【答案】D 【详解】A.系统中物体间的作用力不会改变系统的总动量,只有系统外的作用力才会改变系统的总动量,故A错误; B.两物体碰撞后的动量之和不一定等于碰撞前的动量之和,比如球碰到墙反弹,两物体碰撞后的动量之和不等于碰撞前的动量之和,故B错误; C.系统以外的物体施加给系统内物体的力会改变系统的动量,也可能会改变系统的能量,故C错误; D.理论和实验都表明:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变,故D正确。 故选D。 [例2](多选)如图所示,带有斜面的小车A静止于光滑水平面上,现B以某一初速度冲上斜面,在冲到斜面最高点的过程中 (  ) A.若斜面光滑,系统动量守恒,机械能守恒 B.若斜面光滑,系统动量不守恒,机械能守恒 C.若斜面不光滑,系统水平方向动量守恒,机械能不守恒 D.若斜面不光滑,系统水平方向动量不守恒,机械能不守恒 【答案】BC 【解析】无论斜面是否光滑,系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,但竖直方向物体B受力不平衡,竖直方向动量不守恒;斜面光滑的情况下机械能守恒,斜面粗糙的情况下机械能不守恒,选项B、C正确,A、D错误。  【针对训练】 1.如图,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中(不计水的阻力),则救生员跃出后小船的速率为(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】规定向右为正方向,由动量守恒有 解得 故选C。 2 (多选)如图所示,有辆平板小车停放在光滑的水平地面上,平板小车上放置着两个质量不相等的物体甲和乙,起初甲、乙两物体间有一根被压缩的轻弹簧,轻弹簧与甲、乙两物体相连接,当两物体同时被释放后,则(  ) A.若甲、乙所受的摩擦力大小相等,则甲、乙组成系统的动量守恒 B.若甲、乙所受的摩擦力大小相等,则甲、乙、小车组成系统的动量守恒 C.若甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同,则甲、乙组成的系统动量守恒 D.若甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同,则甲、乙、小车组成系统的动量守恒 【答案】ABD 【详解】A.把甲、乙组成一个系统可知,两物体同时被释放后,甲受到向右的摩擦,乙受到向左的摩擦,若甲、乙所受的摩擦力大小相等,则该系统合外力为零,满足动量守恒条件,则甲、乙组成系统的动量守恒,故A正确; B.把甲、乙、小车组成系统,甲、乙所受的摩擦力为系统内力,由于地面光滑,故系统合外力为零,满足动量守恒条件,故甲、乙、小车组成系统的动量守恒,故B正确; C.若甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同,根据滑动摩擦力 可知压力大的摩擦力大,由于甲和乙两个质量不相等,故压力不相等,所以甲、乙组成的系统水平方向合外力不为零,不满足动量守恒条件,故甲、乙组成的系统动量不守恒,故C错误; D.以上分析可知,虽然甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同,造成二者摩擦力不相等,但摩擦力属于系统内力,不影响系统动量守恒,由于地面光滑,故系统合外力依然为零,满足动量守恒条件,则甲、乙、小车组成系统的动量守恒,故D正确。 故选ABD 。 探究2 探究动量守恒定律的普适性 【探究导入】 情境探究 在游乐场中,两辆碰碰车发生碰撞后各自弹开。碰撞过程中,两车之间的相互作用力大小和方向不断变化,且难以准确测量。然而,我们发现无论碰撞多么复杂,只要系统不受外力影响,碰撞前后两车的总动量始终保持不变。 问题 1.碰撞过程中,为什么难以用牛顿第二定律准确计算每辆车的运动状态? 提示: 碰撞时作用力随时间迅速变化,且涉及摩擦、形变等多种因素,导致受力情况极为复杂。若使用牛顿第二定律 ,需精确知道力的时间函数,实际操作困难。 2.减是否存在一个物理量,在碰撞前后保持不变,能帮助我们简化分析? 提示:实验表明,系统总动量在碰撞前后保持不变。例如,两车质量分别为 、,初速度为 、,末速度为 、,总有 。这一规律不依赖于中间过程,仅与始末状态有关 。 3.如果只关注碰撞前后的运动状态,而不分析中间复杂的力,能否找到规律? 提示:正是由于动量守恒只涉及初态和末态,无需考虑力的细节,因此即使过程复杂,也能直接建立方程求解未知速度或质量。 4. 在高速或微观粒子碰撞中,牛顿定律是否仍然适用? 提示:在接近光速或原子尺度下,牛顿运动定律不再适用,但实验仍观测到动量守恒成立,说明该定律具有更广泛的适用性 【探究归纳】、 1.应用动量守恒定律解题的基本思路 (1)系明确研究对象合理选择系统。 (2)系判断系统动量是否守恒。 (3)系规定正方向及初、末状态。 (4)系运用动量守恒定律列方程求解。 2.动量守恒定律应用于碰撞、爆炸等场景。需选合适系统,判断守恒条件。列方程时注意动量矢量性,选正方向。流体、微粒问题用柱体模型结合动量定理,多物体系统分过程分析,是解决动力学问题的核心工具。 【例3】 (多选)如图,小车在地面上静止,车与地面间摩擦忽略不计,A、B两人站在车的两头。两人同时开始相向行走,发现小车向左运动,小车运动的原因可能是(    )    A.A、B质量相等,但A的速率比B大 B.A、B质量相等,但A的速率比B小 C.A、B速率相等,但A的质量比B大 D.A、B速率相等,但A的质量比B小 【答案】AC 【详解】A、B两人与车组成的系统动量守恒,开始时系统动量为零;两人相向运动时,车向左运动,车的动量向左,由于系统总动量为零,由动量守恒定律可知,A、B两人的动量之和向右,A的动量大于B的动量; AB.如果A、B两人的质量相等,则A的速率大于B的速率,故A正确,B错误; CD.如果A、B速率相等,则A的质量大于B的质量,故C正确,D错误。 故选AC。 【例4】 一辆平板车沿光滑平面运动,车的质量,运动速度为,求在下列情况下,车的速度变为多大? (1)一个质量为的物块从5m高处自由下落掉入车内并立刻与车共速; (2)将质量为的物块,以的速度迎面水平扔入车内并立刻与车共速; (3)将质量为的物块,以的速度与车速同向水平扔入车内并立刻与车共速。 【答案】(1);(2);(3) 【详解】(1)对平板车和物块组成的系统,以车的速度方向为正方向,物块和车水平动量守恒,由动量守恒定律得 解得 (2)物块和车水平动量守恒,由动量守恒定律得 解得 (3)物块和车水平动量守恒,由动量守恒定律得 解得 【针对训练】 3.如图,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中(不计水的阻力),则救生员跃出后小船的速率为(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】规定向右为正方向,由动量守恒有 解得 故选C。 4.如图所示,两块厚度相同的木块A、B,紧靠着放在光滑的桌面上,其质量分别为10kg、9kg,它们的下表面光滑,上表面粗糙,另有质量为1kg的铅块C(大小可以忽略)以10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,由于摩擦,铅块C最后停在木块B上,此时B、C的共同速度v=0.5m/s。求:木块A的最终速度? 【答案】0.5m/s 【详解】设木块A的最终速度为v1,根据动量守恒定律有 解得 【课堂自测·基础练】 1.关于动量守恒定律,以下说法错误的是(  ) A.系统不受外力时,动量一定守恒 B.动量守恒定律也适用于高速运动的物体和微观粒子的情况 C.一个系统的动量守恒,则机械能也守恒 D.两物体组成的系统,受合外力为零,则两物体动量的改变量大小一定相等 【答案】C 【详解】A.系统不受外力时,系统动量保持不变,系统动量守恒,故A正确; B.动量守恒定律既适用于低速宏观物体,也适用于高速微观物体,故B正确; C.系统所受合外力为零系统动量守恒,只有重力或只有弹力做功系统机械能守恒,系统动量守恒机械能不一定守恒,故C错误; D.两物体组成的系统,受合外力为零,系统动量守恒,两物体动量的改变量大小相等,方向相反,故D正确。 本题选错误的,故选C。 2.羽毛球运动作为人们日常活动最受欢迎的运动项目之一,若羽毛球以某一水平初速度击中静止在水平地面的纸箱,使其瞬间卡在纸箱侧壁上,发现羽毛球与纸箱一起滑行的距离为L。已知羽毛球质量5g,纸箱的质量2.495kg,纸箱与地面间动摩擦因数μ=0.1,滑行距离L=2cm。则羽毛球击中纸箱的初速度是(  ) A.0.1m/s B.1m/s C.10m/s D.100m/s 【答案】D 【详解】设羽毛球击中纸箱的初速度为v,羽毛球刚击中纸箱时与纸箱一起滑行的速度为v′,由动量守恒定律可得;羽毛球与纸箱一起滑行时,由机械能守恒定律可得;解得v=100m/s; 故选D。 3.如图所示,光滑水平面上有一辆质量为4m的小车,车上左、右两端分别站着甲、乙两人,他们的质量都是m,开始时两个人和车一起以速度v0向右匀速运动.某一时刻,站在车右端的乙先以相对地面向右的速度v跳离小车,然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度v跳离小车.两人都离开小车后,小车的速度大小将是(  ) A.1.5v0 B.v0 C.大于v0,小于1.5v0 D.大于1.5v0 【答案】A 【解析】两人和车组成的系统开始时动量为6mv0,方向向右.当乙、甲两人先后以相对地面大小相等的速度向两个方向跳离时,甲、乙两人动量的矢量和为零,则有6mv0=4mv车,解得v车=1.5v0,A正确。 4.如图所示,木块静止于光滑水平地面上,一颗子弹A沿水平方向瞬间射入木块并留在木块内,现将子弹和木块视为系统,则该系统从子弹开始射入到二者相对静止的过程中(  ) A.动量守恒,机械能守恒 B.动量不守恒,机械能不守恒 C.动量守恒,机械能不守恒 D.动量不守恒,机械能守恒 【答案】C 【详解】子弹射入木块过程中,系统受外力的合力为零,故系统动量守恒。由于子弹和木块间的一对滑动摩擦力做功不为零即摩擦生热,根据能量守恒定律,系统机械能不守恒。 故ABD错误;C正确。 故选C。 5.如图所示,光滑的水平地面上有一辆平板上,车上有一个人,原来车和人都静止,当人从左向右行走的过程中(  ) A.人和车组成的系统动量不守恒 B.人停止行走时,人和车的速度一定均为零 C.人和车的速度方向相同 D.人和车组成的系统机械能守恒 【答案】B 【详解】A.人和车组成的系统所受外力的矢量和为0,动量守恒,故A错误; B.人和车组成的系统水平方向动量守恒,由题意系统初动量为零,所以人停止行走时,系统末动量为零,即人和车的速度一定均为零,故B正确; C.当人从左向右行走的过程中,人对车的摩擦力向左,车向后退,即车向左运动,速度方向向左,人和车的速度方向相反,故C错误; D.对于人来说,人在蹬车过程中,人受到的其实是静摩擦力,方向向右,人对车的摩擦力向左,人和车都运动起来,故摩擦力做功,所以人和车组成的系统机械能不守恒,故D错误。 故选B。 6.如图所示,滑块P套在固定的光滑横杆上,小球Q通过轻质细绳与滑块相连,将小球从图示位置释放,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是(  ) A.滑块和小球组成的系统动量守恒,机械能守恒 B.滑块和小球组成的系统动量守恒,机械能不守恒 C.滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒 D.滑块和小球组成的系统动量不守恒,机械能不守恒 【答案】C 【详解】滑块和小球组成的系统水平方向受合外力为零,则水平方向动量守恒;由于只有重力做功,则系统的机械能守恒。 故选C。 7.(多选)如图所示,小车放在光滑地面上,A、B两人站在车的两端,这两人同时开始相向行走,发现车向左运动,分析小车运动的原因可能是(  ) A.A、B质量相等,但A比B的速率大 B.A、B质量相等,但A比B的速率小 C.A、B速率相等,但A比B的质量大 D.A、B速率相等,但A比B的质量小 【答案】AC 【解析】A、B两人与车组成的系统动量守恒,开始时系统动量为零;两人相向运动时,车向左运动,车的动量向左,由于系统总动量为零,由动量守恒定律可知,A、B两人的动量之和向右,A的动量大于B的动量;如果A、B的质量相等,则A的速度大于B的速度,故A正确,B错误;如果A、B速率相等,则A的质量大于B的质量,故C正确,D错误。 8.(多选)我国女子短道速滑队在世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠.如图所示,观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则(  ) A.甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量相同 B.相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足机械能守恒定律 C.相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足动量守恒定律 D.甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反 【答案】CD 【解析】甲对乙的作用力与乙对甲的作用力等大反向,她们的冲量也等大反向,故A错误.由于乙推甲的过程,其他形式的能转化为机械能,故机械能不守恒,B错误.甲、乙相互作用的过程,系统水平方向不受外力的作用,竖直方向所受合外力为零,故系统的动量守恒,此过程甲的动量增大,乙的动量减小,二者动量的变化大小相等、方向相反,故C、D正确。 9.如图所示,曲面体P静止于光滑水平面上,物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑,Q在P上运动的过程中,下列说法正确的是(  ) A.P对Q做功为零 B.P和Q之间相互作用力做功之和为零 C.P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒 D.P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒 【答案】B 【解析】P对Q有弹力的作用,并且在力的方向上有位移,在运动中,P会向左移动,P对Q的弹力方向垂直于接触面向上,与Q前后移动连线的位移夹角不等于90°,所以P对Q做功不为0,故A错误; 因为P、Q之间的力属于系统内力,并且等大反向,两者在力的方向上发生的位移相等,所以做功之和为0,故B正确; 因为系统只有系统内力和重力的作用,所以该P、Q组成的系统机械能守恒,系统水平方向上不受外力的作用,水平方向上动量守恒,但是在竖直方向上Q有加速度,即竖直方向上动量不守恒,故C、D错误。 10.质量为M的木块在光滑水平面上以速度v1水平向右运动,质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块,要使木块停下来,必须使发射子弹的数目为(子弹留在木块中不穿出)(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】设发射子弹的数目为n,n颗子弹和木块组成的系统在水平方向上所受的合外力为零,满足动量守恒的条件.选子弹运动的方向为正方向,由动量守恒定律有:nmv2-Mv1=0,得n=,故C正确。 11.下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是(  ) A.木块固定在水平面上,子弹水平射入木块的过程中 B.两球匀速下降,细线断裂后,它们在水中运动的过程中 C.剪断细线,弹簧恢复原长的过程中 D.木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中 【答案】B 【详解】A.木块固定在水平面上,子弹水平射入木块的过程中,系统动量减小,故A错误; B.两球匀速下降,细线断裂后,它们在水中运动的过程中,系统所受合力为零,系统动量守恒,故B正确; C.在弹簧恢复原长过程中,系统在水平方向上始终受墙的作用力,系统动量不守恒,故C错误; D.木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中,系统动量增加,故D错误。 故选B。 12.如图所示,足够长的水平面上,A、B两个小滑块用水平轻绳连接,在水平恒力F作用下做匀速直线运动。水平面各处粗糙程度相同。若轻绳突然断掉,则在B停下来之前,下列说法正确的是(  ) A.两滑块组成的系统动量守恒 B.两滑块组成的系统动量增大 C.两滑块组成的系统机械能守恒 D.两滑块组成的系统机械能减少 【答案】A 【详解】AB.设滑块A、B所受滑动摩擦力大小分别为、,取滑块运动方向为正方向 轻绳断掉之前,系统在水平恒力F作用下做匀速直线运动 则系统所受合外力 若轻绳突然断掉,则在B停下来之前,A加速,B减速 A所受的合外力 B所受的合外力 系统所受合外力 因此,两滑块组成的系统动量守恒,故A正确,B错误; CD.设轻绳断掉后物块A、B运动过程中的速度分别为、,合力做功功率分别为、 由得, 系统总功率 又 联立得 设从轻绳突然断掉到B停下来之前所用时间为t 由功能原理得 又 故 轻绳突然断掉,A加速,B减速,必有 故有 即两滑块组成的系统机械能不守恒,是增加的,故CD错误; 故选A。 13.如图所示,物块A、B通过轻弹簧连接,A、B和弹簧组成的系统静止在光滑水平面上。现用手将A、B向两侧拉开一段距离,并由静止同时释放两物块,则放手后(  ) A.A的动能达到最大时,弹簧恢复到原长 B.A的动量达到最大时,弹簧压缩量最大 C.弹簧恢复到原长过程中,系统的动量增加 D.弹簧恢复到原长过程中,系统的机械能增加 【答案】A 【详解】A.弹簧从拉伸到压缩到最短过程中,弹簧恢复到原长前,弹力一直对A做正功,A的动能一直增加,弹簧压缩后到最短,弹力对A做负功,A的动能减小,则弹簧恢复到原长时,A的动能达到最大,A正确; B.根据动量守恒,弹簧压缩量最大时,AB共速,速度都为零,A的动量最小,B错误; C.系统所受合外力始终为零,所以系统动量守恒,C错误; D.弹簧恢复到原长过程中,没有外力做功,系统的动能和弹性势能相互转化,系统的机械能守恒,D错误。 故选A。 14.质量为5g的子弹以300m/s的速度水平射向被悬挂着质量为500g的木块,设子弹穿过木块后的速度为100m/s,重力加速度取10m/s2,则: (1)求子弹穿过木块后的瞬间,木块获得的速度大小; (2)若子弹射穿木块的时间,求子弹对木块的平均冲击力大小; (3)求木块上升的最大高度(不高于悬点)。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】(1)设子弹穿过木块后的瞬间子弹的速度大小为,木块的速度大小为,子弹穿过木块过程中,对于子弹与木块组成的系统由动量守恒定律得 求得 (2)子弹穿过木块过程中,对木块由动量定理得 求得 (3)子弹射穿木块后,子弹上升到最高点过程中,由机械能守恒定律得 求得 15.如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为,,,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有转化为A和B的动能,A和B分开后,立刻取走A。求: (1)炸药爆炸对A的冲量大小; (2)弹簧弹性势能的最大值; (3)弹簧再次恢复原长时,B和C的速度大小和方向。 【答案】(1);(2);(3),方向水平向左;,方向水平向右 【详解】(1)炸药爆炸过程,由动量守恒可得 根据能量守恒可得 解得 据动量定理可得,炸药爆炸对A的冲量大小为 (2)弹簧最短时,弹性势能最大,B、C共速,由动量守恒可得 根据机械能守恒可得 解得弹簧弹性势能的最大值为 (3)弹簧再次恢复原长时,弹性势能为零,根据动量守恒和机械能守恒分别可得 联立解得 即B的速度方向水平向左,C的速度方向水平向右。 【素养进阶·提升练】 1.(2024·江苏·高考真题)如图所示,物块B分别通过轻弹簧、细线与水平面上的物体A左右端相连,整个系统保持静止。已知所有接触面均光滑,弹簧处于伸长状态。剪断细线后(  ) A.弹簧恢复原长时,A的动能达到最大 B.弹簧压缩最大时,A的动量达到最大 C.弹簧恢复原长过程中,系统的动量增加 D.弹簧恢复原长过程中,系统的机械能增加 【答案】A 【详解】对整个系统分析可知合外力为0,A和B组成的系统动量守恒,得 设弹簧的初始弹性势能为,整个系统只有弹簧弹力做功,机械能守恒,当弹簧恢复原长时得 联立得 故可知弹簧恢复原长时物体A速度最大,此时物体A的动量最大,动能最大。对于系统来说动量一直为零,系统机械能不变。 故选A。 2.(2024·甘肃·高考真题)(多选)电动小车在水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是(  ) A.小车的动能不变 B.小车的动量守恒 C.小车的加速度不变 D.小车所受的合外力一定指向圆心 【答案】AD 【详解】A.做匀速圆周运动的物体速度大小不变,故动能不变,故A正确; B.做匀速圆周运动的物体速度方向时刻在改变,故动量不守恒,故B错误; C.做匀速圆周运动的物体加速度大小不变,方向时刻在改变,故C错误; D.做匀速圆周运动的物体所受的合外力一定指向圆心,故D正确。 故选AD。 3.(2023·广东·高考真题)(多选)某同学受电动窗帘的启发,设计了如图所示的简化模型.多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动,忽略阻力.开窗帘过程中,电机对滑块1施加一个水平向右的恒力,推动滑块1以的速度与静止的滑块2碰撞,碰撞时间为,碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为.关于两滑块的碰撞过程,下列说法正确的有(    )    A.该过程动量守恒 B.滑块1受到合外力的冲量大小为 C.滑块2受到合外力的冲量大小为 D.滑块2受到滑块1的平均作用力大小为 【答案】BD 【详解】A.取向右为正方向,滑块1和滑块2组成的系统的初动量为 碰撞后的动量为 则滑块的碰撞过程动量不守恒,故A错误; B.对滑块1,取向右为正方向,则有 负号表示方向水平向左,故B正确; C.对滑块2,取向右为正方向,则有 故C错误; D.对滑块2根据动量定理有 解得 则滑块2受到滑块1的平均作用力大小为,故D正确。 故选BD。 4.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)如图所示,在光滑水平面上有一质量为足够长的薄板A,其上静置两个质量均为的物块B、C,B、C与A间的动摩擦因数分别为,物块BC间连接一轻质弹簧,调节BC间距离,将弹簧压缩一定长度后,将它们同时由静止释放。已知弹性势能表达式为(为弹簧的形变量),取重力加速度大小,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求: (1)当初始压缩量时,释放瞬间,B的加速度大小; (2)初始压缩量满足什么条件时,释放后,物块C相对A滑动; (3)当初始压缩量时,释放后,物块B能达到的最大动能。 【答案】(1) (2)时,释放后,物块C相对A滑动 (3) 【详解】(1)当x1=6cm时,弹簧弹力 B与A间最大静摩擦力   C与A间最大静摩擦力   , 所以C与A相对静止,B在A上滑动 ,对B有: 解得 (2)当C相对于A滑动时,A的加速度达到最大值a2,对A有: 解得 对C有: 解得   则初始压缩量时,释放后,物块C相对A滑动。 (3)释放后C与A一起运动,B相对A滑动,当时,物块B动能最大   解得x4 =4cm ABC系统动量守恒有   系统能量守恒有   可解的B的最大动能为 5.(2025·海南·三模)某兴趣小组在研究物体在水面上运动时所受阻力的课题时,做了如图所示的实验。图中ABCD为一个充水的水池,水池左侧有四分之一光滑圆弧轨道。一质量的小物块从圆弧轨道的最上端静止释放,小物块运动至轨道底端时,恰好以水平速度冲上停靠在水池左侧木板的上表面。已知木板质量,长度,小物块与木板上表面间的动摩擦因数,圆弧轨道的半径,重力加速度g取,小物块可视为质点,木板一直漂浮在水面,忽略小物块冲上木板后木板在竖直方向上的运动。 (1)求小物块运动至轨道最底端时,轨道对其支持力的大小; (2)若木板在水面上运动时水的阻力忽略不计,则小物块与木板达到共速时(木板尚未到达水池右端),求小物块与木板左端的距离; (3)若木板在水面上运动时,水对木板的阻力f与木板的速度v成正比,即,其中。最终木板恰好运动至水池右端速度减为零,且小物块也处在木板的右端,求水池的长度和整个过程中木板的最大速度。 【答案】(1) (2) (3), 【详解】(1)由动能定理可得 小物块运动至轨道最底端时,由圆周运动公式可得 联立解得 (2)由动量守恒定律可得 由能量守恒可得 小物块与木板左端的距离 (3)对小物块和木板组成的整体,由动量定理可得 整理得 水池的长度 对木板受力分析可得 当时,木板的速度最大,最大速度 1 / 2 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $

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