1.3.2動(dòng)量守恒定律 課件2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

1.3.2

動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用第一章

動(dòng)量守恒定律回顧：動(dòng)量守恒定律如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這就是動(dòng)量守恒定律。1、內(nèi)容2、表達(dá)式3、適用條件①系統(tǒng)不受外力；(理想條件)②系統(tǒng)受到外力，但外力的合力為零；(實(shí)際條件)③系統(tǒng)所受外力合力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力相對(duì)來說可以忽略不計(jì)，因而系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒；(近似條件）④系統(tǒng)總的來看雖不符合以上三條中的任何一條，但在某一方向上符合以上三條中的某一條，則系統(tǒng)在這一方向上動(dòng)量守恒.(單向條件)①②③一、動(dòng)量守恒條件的擴(kuò)展應(yīng)用1.動(dòng)量守恒定律成立的條件：(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零；(2)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力；(3)系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受外力的合力為0.2.動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是系統(tǒng).研究多個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí)，必須合理選擇系統(tǒng)，再對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析.分清系統(tǒng)的內(nèi)力與外力，然后判斷所選系統(tǒng)是否符合動(dòng)量守恒的條件.【例題1】(多選)如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mA∶mB＝3∶2，原來靜止在平板小車C上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當(dāng)彈簧突然釋放后，則下列說法正確的是(

)A.若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒B.若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B、C組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒BCD【例題2】水平軌道上靜放有一質(zhì)量為M的大炮，大炮與水平方向成θ角，相對(duì)于地面以出口速度v1射出一發(fā)質(zhì)量為m的炮彈，不計(jì)大炮和軌道之間的摩擦，試求炮身后退的速度？θν1ν2Mm解：取_水平向右__為正方向發(fā)射炮彈前的總動(dòng)量發(fā)射炮彈后的總動(dòng)量由動(dòng)量守恒定律，

可得注意:有時(shí)物體的合外力不為零，動(dòng)量不守恒，但是在某一個(gè)方向上合外力為零，在該方向上仍然可以使用動(dòng)量守恒定律解決問題。二、多物體、多過程動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用【求解思路與方法】：(1)正確分析作用過程中各物體狀態(tài)的變化情況；(2)分清作用過程中的不同階段，并按作用關(guān)系將系統(tǒng)內(nèi)的物體分成幾個(gè)小系統(tǒng)，既要符合守恒條件，又方便解題.(3)對(duì)不同階段、不同的小系統(tǒng)準(zhǔn)確選取初、末狀態(tài)，分別列動(dòng)量守恒方程.(2)設(shè)鐵塊剛滑上B時(shí)的速度為v′，此時(shí)A、B的速度均為vA＝0.25m/s.由系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：mv＝mv′＋(MA＋MB)vA可求得v′＝2.75m/s【例題3】如圖所示，A、B兩個(gè)木塊質(zhì)量分別為2kg與0.9kg，A、B與水平地面間接觸光滑，上表面粗糙，質(zhì)量為0.1kg的鐵塊以10m/s的速度從A的左端向右滑動(dòng)，最后鐵塊與B的共同速度大小為0.5m/s，求：(1)A的最終速度大小；(2)鐵塊剛滑上B時(shí)的速度大小.解析：(1)選鐵塊和木塊A、B為一系統(tǒng)，取水平向右為正方向，由系統(tǒng)總動(dòng)量守恒得：mv＝(MB＋m)vB＋MAvA

可求得：vA＝0.25m/s【例題4】如圖所示，光滑水平面上有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA＝mC＝2m、mB＝m.A、B用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的彈簧(彈簧與木塊不拴接).開始時(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，C靜止.某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三木塊速度恰好相同，求B與C碰撞前B的速度.解析：細(xì)繩斷開后，在彈簧彈力的作用下，A做減速運(yùn)動(dòng)，B做加速運(yùn)動(dòng)，最終三者以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)共同速度為v，A和B分開后，B的速度為vB，對(duì)三個(gè)木塊組成的系統(tǒng)，整個(gè)過程總動(dòng)量守恒，取v0的方向?yàn)檎较?，則有(mA＋mB)v0＝(mA＋mB＋mC)v對(duì)A、B兩個(gè)木塊，分開過程滿足動(dòng)量守恒，則有(mA＋mB)v0＝mAv＋mBvB聯(lián)立以上兩式可得：B與C碰撞前B的速度為vB＝

v0.答案

v0三、動(dòng)量守恒定律應(yīng)用中的臨界問題分析【思路與方法】：分析臨界問題的關(guān)鍵是尋找臨界狀態(tài)，在動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用中，常常出現(xiàn)相互作用的兩物體相距最近、避免相碰和物體開始反向等臨界狀態(tài)，其臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對(duì)速度關(guān)系與相對(duì)位移關(guān)系，這些特定關(guān)系的判斷是求解這類問題的關(guān)鍵.【例題5】如圖所示，甲、乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲.甲和他的冰車總質(zhì)量共為M＝30kg，乙和他的冰車總質(zhì)量也是30kg.游戲時(shí)，甲推著一個(gè)質(zhì)量為m＝15kg的箱子和他一起以v0＝2m/s的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來.為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處，乙迅速抓住.若不計(jì)冰面摩擦.(1)若甲將箱子以速度v推出，甲的速度變?yōu)槎嗌伲?用字母表示).解析：(1)甲將箱子推出的過程，甲和箱子組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以v0的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：(M＋m)v0＝mv＋Mv1解得v1＝(2)設(shè)乙抓住迎面滑來的速度為v的箱子后返向運(yùn)動(dòng)，乙抓住箱子后的速度變?yōu)槎嗌伲?用字母表示)(3)若甲、乙最后不相撞，則箱子被推出的速度至少多大？【例題5】如圖所示，甲、乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲.甲和他的冰車總質(zhì)量共為M＝30kg，乙和他的冰車總質(zhì)量也是30kg.游戲時(shí)，甲推著一個(gè)質(zhì)量為m＝15kg的箱子和他一起以v0＝2m/s的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來.為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處，乙迅速抓住.若不計(jì)冰面摩擦.(1)若甲將箱子以速度v推出，甲的速度變?yōu)槎嗌伲?用字母表示).(2)設(shè)乙抓住迎面滑來的速度為v的箱子后返向運(yùn)動(dòng)，乙抓住箱子后的速度變?yōu)槎嗌伲?用字母表示)(3)若甲、乙最后不相撞，則箱子被推出的速度至少多大？解析：(2)箱子和乙作用的過程動(dòng)量守恒，以箱子的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：mv－Mv0＝(m＋M)v2解得v2＝【例題5】如圖所示，甲、乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲.甲和他的冰車總質(zhì)量共為M＝30kg，乙和他的冰車總質(zhì)量也是30kg.游戲時(shí)，甲推著一個(gè)質(zhì)量為m＝15kg的箱子和他一起以v0＝2m/s的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來.為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處，乙迅速抓住.若不計(jì)冰面摩擦.(1)若甲將箱子以速度v推出，甲的速度變?yōu)槎嗌伲?用字母表示).(2)設(shè)乙抓住迎面滑來的速度為v的箱子后返向運(yùn)動(dòng)，乙抓住箱子后的速度變?yōu)槎嗌伲?用字母表示)(3)若