物理課件：動量及其守恒定律 階段復習課

階段復習課第1章核心整合·思維導圖必備考點·素養(yǎng)評價素養(yǎng)一物理觀念考點動量守恒條件的擴展應用1.動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)的內力遠大于外力。(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.動量守恒定律的研究對象是系統(tǒng)。研究多個物體組成的系統(tǒng)時,必須合理選擇系統(tǒng),分清系統(tǒng)的內力與外力,然后判斷所選系統(tǒng)是否符合動量守恒的條件?！舅仞B(yǎng)評價】1.一彈丸在飛行到距離地面5m高時僅有水平速度v=2m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出,甲、乙的質量比為3∶1。不計質量損失,取重力加速度g=10m/s2。則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是 (

)【解析】選B。彈丸爆炸瞬間爆炸力遠大于外力,故爆炸瞬間動量守恒。因兩彈片均水平飛出,飛行時間t==1s,取向右為正方向,由水平速度v=知,選項A中,v甲=2.5m/s,v乙=-0.5m/s;選項B中,v甲=2.5m/s,v乙=0.5m/s;選項C中,v甲=1m/s,v乙=2m/s;選項D中,v甲=-1m/s,v乙=2m/s。因爆炸瞬間動量守恒,故mv=m甲v甲+m乙v乙,其中m甲=m,m乙=m,v=2m/s,代入數(shù)值計算知選項B正確。2.如圖所示,一輛砂車的總質量為M,靜止于光滑的水平面上。一個質量為m的物體A以速度v落入砂車中,v與水平方向成θ角,求物體落入砂車后車的速度v′。【解析】物體和車作用時總動量不守恒,而水平面光滑,系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,即mvcosθ=(M+m)v′,得v′=方向與v的水平分量方向相同。答案:

方向與v的水平分量方向相同【補償訓練】

(多選)如圖所示,小車放在光滑的水平面上,將系著繩的小球拉開一定的角度,然后同時放開小球和小車,那么在以后的過程中 (

)A.小球向左擺動時,小車也向左運動,且系統(tǒng)動量守恒B.小球向左擺動時,小車向右運動,且系統(tǒng)在水平方向上動量守恒C.小球向左擺到最高點,小球的速度為零而小車的速度不為零D.在任意時刻,小球和小車在水平方向上的動量一定大小相等、方向相反【解析】選B、D。以小球和小車組成的系統(tǒng)為研究對象,在水平方向上不受外力的作用,所以系統(tǒng)在水平方向上動量守恒。由于初始狀態(tài)小車與小球均靜止,所以小球與小車在水平方向上的動量要么都為零,要么大小相等、方向相反,所以A、C錯,B、D對。素養(yǎng)二科學思維考點1多物體、多過程動量守恒定律的應用求解這類問題時應注意:(1)正確分析作用過程中各物體運動狀態(tài)的變化情況。(2)分清作用過程中的不同階段,并按作用關系將系統(tǒng)內的物體分成幾個小系統(tǒng)。(3)對不同階段、不同的小系統(tǒng)準確選取初、末狀態(tài),分別列動量守恒方程?！舅仞B(yǎng)評價】1.如圖所示,A、B兩個木塊質量分別為2kg與0.9kg,A、B與水平地面間接觸光滑,上表面粗糙,質量為0.1kg的鐵塊以10m/s的速度從A的左端向右滑動,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)總動量守恒得:mv=(MB+m)vB+MAvA可求得:vA=0.25m/s(2)設鐵塊剛滑上B時的速度為u,此時A、B的速度均為vA=0.25m/s。由系統(tǒng)動量守恒得:mv=mu+(MA+MB)vA可求得u=2.75m/s答案:(1)0.25m/s

(2)2.75m/s2.如圖所示,光滑水平面上有三個木塊A、B、C,質量分別為mA=mC=2m、mB=m。A、B用細繩連接,中間有一壓縮的彈簧(彈簧與木塊不拴接)。開始時A、B以共同速度v0運動,C靜止。某時刻細繩突然斷開,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?！窘馕觥考毨K斷開后,在彈簧彈力的作用下,A做減速運動,B做加速運動,最終三者以共同速度向右運動,設共同速度為v,A和B分開后,B的速度為vB,對三個木塊組成的系統(tǒng),整個過程總動量守恒,取v0的方向為正方向,則有(mA+mB)v0=(mA+mB+mC)v,對A、B兩個木塊,分開過程滿足動量守恒,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考點2動量守恒定律應用中的臨界問題分析分析臨界問題的關鍵是尋找臨界狀態(tài),在動量守恒定律的應用中,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)為兩物體的相對速度關系與相對位移關系,這些特定關系的判斷是求解這類問題的關鍵?！舅仞B(yǎng)評價】1.如圖所示,甲、乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲。甲和他的冰車總質量共為M=30kg,乙和他的冰車總質量也是30kg。游戲時,甲推著一個質量為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。不計冰面摩擦。(1)若甲將箱子以速度v推出,甲的速度變?yōu)槎嗌?(用字母表示)。(2)設乙抓住迎面滑來的速度為v的箱子后反向運動,乙抓住箱子后的速度變?yōu)槎嗌?(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】(1)甲將箱子推出的過程,甲和箱子組成的系統(tǒng)動量守恒,以v0的方向為正方向,由動量守恒定律得:(M+m)v0=mv+Mv1

①解得v1= ②(2)箱子和乙作用的過程動量守恒,以箱子的速度方向為正方向,由動量守恒定律得:mv-Mv0=(m+M)v2

③解得v2= ④(3)甲、乙不相撞的條件是v1≤v2

⑤其中v1=v2為甲、乙恰好不相撞的條件。聯(lián)立②④⑤三式,并代入數(shù)據(jù)得v≥5.2m/s。答案:(1)

(2)

(3)5.2m/s2.兩磁鐵分別放在兩輛小車上,小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運動。已知甲車和磁鐵的總質量為0.5kg,乙車和磁鐵的總質量為1kg,兩磁鐵的N極相對。推動一下,使兩車相向運動,某時刻甲的速率為2m/s,乙的速率為3m/s,方向與甲相反,兩車運動過程中始終未相碰。則:(1)兩車最近時,乙的速度為多大?(2)甲車開始反向時,乙的速度為多大?【解析】(1)兩車相距最近時,兩車的速度相同,設該速度為v,取剛開始運動時乙車的速度方向為正方向,由動量守恒定律得m乙v乙-m甲