1.3.2 专题强化2动量守恒定律的应用(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修一(人教版·江苏专版)
2026-10-09
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教辅
摘要:
本高中物理讲义聚焦动量守恒定律的应用,系统梳理多物体多过程问题(分阶段选取系统及初末状态)和临界问题(分析相对速度、位移等临界条件),搭建从基础规律到复杂情境的学习支架。
资料通过溜冰者抛球、物体碰撞等例题引导尝试解答,结合方法技巧总结培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。课中辅助教师拆解过程,课后强化训练(如两船避撞题)助力学生查漏补缺,提升解决实际问题的能力。
内容正文:
动量守恒定律的应用
1.会应用动量守恒定律处理多物体、多过程问题。2.会应用动量守恒定律处理临界问题。
强化点一 应用动量守恒定律处理多物体、多过程问题
对于由多个物体组成的系统,由于物体较多,作用过程较为复杂,这时往往要根据作用过程中的不同阶段,将系统内的物体按作用关系分成几个小系统,对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态,分别根据动量守恒定律列式求解。
甲、乙两个溜冰者质量分别为48 kg和55 kg,甲手里拿着质量为2 kg的球,两人均以2 m/s的速率,在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行,甲将球传给乙,乙再将球传给甲,这样抛接几次后,球又回到甲的手里,乙的速度为零,不计空气阻力,此时甲的速度大小为( )
A.0.2 m/s B.0.1 m/s
C.0.3 m/s D.0.4 m/s
尝试解答
(2026•如皋质量检测)质量mA=1 kg的物体A从空中自由落下,与此同时质量mB=2 kg的物体B做竖直上抛运动,经过t=0.2 s与物体A发生正碰并粘在一起。已知碰撞前瞬间物体B的速度大小vB=4 m/s,方向竖直向上,取重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)碰撞前瞬间物体A的速度大小vA;
(2)碰撞后瞬时两物体的速度大小v。
尝试解答
方法技巧
分析多物体、多过程问题时,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定律,有时只需针对初、末状态建立动量守恒的关系式。
强化点二 应用动量守恒定律处理临界问题
在动量守恒定律的应用中,常常出现相互作用的两物体相距最近(或最远),恰好不相撞,弹簧最长(或最短)或物体开始反向运动等临界状态,其临界条件常常表现为两物体的相对速度关系或相对位移关系,这些特定关系的判断是求解这类问题的关键。
如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在光滑水平冰面上游戏,甲和他的冰车总质量为30 kg,乙和他的冰车总质量也为30 kg,游戏时甲推着一质量为10 kg 的木箱,和他一起以初速度v0=3.5 m/s向右滑行,乙在甲的正前方静止在冰面上,为避免碰撞,甲将木箱推给乙,使木箱与乙一起运动,则甲至少以相对地面多大的速度将箱子推出才能避免与乙相撞?
尝试解答
(2026•南京阶段练习)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为12m、14m,两船沿同一直线、同一方向运动,速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住后恰好不相撞(不计水的阻力),则:
(1)甲船接住货物后的速度是多少;
(2)乙抛出货物的速度是多少(相对于地面)。
完成课后作业 第一章 专题强化2
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专题强化2 动量守恒定律的应用
强化点一
【例 1】 A 以甲、乙及球组成的系统为研究对象,以甲原来的滑行方向为正方向,根据动量守恒有(m甲+m球)v甲-m乙v乙=(m甲+m球)v甲′+0,解得v甲′=-0.2 m/s,故选A。
【例 2】 (1)2 m/s (2)2 m/s
解析:(1)对物体A,有vA=gt
代入数据,得vA=2 m/s。
(2)两物体碰撞瞬间,两物体组成的系统动量守恒,取向下为正方向,根据动量守恒定律,有
mAvA-mBvB=(mA+mB)v
解得v=-2 m/s
则碰撞后瞬时两物体的速度大小为2 m/s。
强化点二
【例 3】 8 m/s
解析:设甲至少以速度v将箱子推出,推出箱子后甲的速度为v甲,乙接到箱子后的速度为v乙。
取向右为正方向,以甲及冰车和箱子为系统,
根据动量守恒得(M甲+m)v0=M甲v甲+mv
以箱子和乙及冰车为系统,根据动量守恒得
mv=(m+M乙)v乙
当甲与乙恰好不相撞时v甲=v乙,联立解得v=8 m/s。
强化训练
(1)v0 (2)5v0,方向向左
解析:(1)恰好不相撞时,两船速度相等,甲、乙两船及货物满足动量守恒
12m×2v0+14mv0=(12m+14m)v
解得v=v0。
(2)乙抛出货物时,乙船和货物满足动量守恒
14mv0=13mv+mv1
可得抛出货物的速度v1=-5v0
因此抛出货物速度大小为5v0,方向向左。
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