《高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第7點(diǎn) 解決多物體問題的三點(diǎn)提示素材 新人教版選修3-5(通用)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第7點(diǎn) 解決多物體問題的三點(diǎn)提示素材 新人教版選修3-5(通用)(3頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第7點(diǎn) 解決多物體問題的三點(diǎn)提示
對(duì)于三個(gè)或三個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)往往要根據(jù)作用過程中動(dòng)量守恒的不同階段,建立多個(gè)動(dòng)量守恒方程,或?qū)⑾到y(tǒng)內(nèi)的物體按作用的關(guān)系分成幾個(gè)小系統(tǒng),分別建立動(dòng)量守恒方程.
求解這類問題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):
(1)正確分析作用過程中各物體狀態(tài)的變化情況,建立運(yùn)動(dòng)模型;
(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)物體分成幾個(gè)小系統(tǒng).
(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.
對(duì)點(diǎn)例題 兩只小船質(zhì)量分別為m1=500 kg,m2=1 000 kg,
圖1
它們平行逆向航行,航線鄰近,當(dāng)它們頭尾相齊時(shí),由每一
2、只船上各投質(zhì)量m=50 kg的麻袋到對(duì)面的船上,如圖1所示,結(jié)果載重較輕的一只船停了下來,另一只船則以v=8.5 m/s的速度沿原方向航行,若水的阻力不計(jì),則在交換麻袋前兩只船的速率v1=________,v2=________.
解題指導(dǎo) 以載重較輕的船的速度v1為正方向,選取載重較輕的船和從載重較重的船投過去的麻袋組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,如題圖所示,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
(m1-m)v1-mv2=0
即450v1-50v2=0①
選取載重較重的船和從載重較輕的船投過去的麻袋組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
mv1-(m2-m)v2=-m2v
即50v1-950v2=-1 0
3、00×8.5②
選取兩船、兩個(gè)麻袋組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象有
m1v1-m2v2=-m2v
即500v1-1 000v2=-1 000×8.5③
聯(lián)立①②③式中的任意兩式解得
v1=1 m/s,v2=9 m/s
答案 1 m/s 9 m/s
方法點(diǎn)評(píng) 應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解這類由多個(gè)物體構(gòu)成系統(tǒng)的問題的關(guān)鍵是合理選取研究對(duì)象,有時(shí)選取某部分物體為研究對(duì)象,有時(shí)選取全部物體為研究對(duì)象.
如圖2所示,在光滑的水平面上有兩個(gè)并排放置的木塊A和B,已知mA=0.5 kg,mB=0.3 kg,有一質(zhì)量為m=80 g的小銅塊C以vC=25 m/s的水平初速度開始在A表面上滑動(dòng),由于C與A、B
4、間有摩擦,最后停在B上,B和C以v=2.5 m/s的速度共同前進(jìn),求:
圖2
(1)木塊A最終的速度;
(2)木塊C在剛離開A時(shí)的速度.
答案 (1)2.1 m/s (2)4 m/s
解析 (1)以A、B、C三個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,系統(tǒng)受到的合外力為零,所以動(dòng)量守恒.C剛滑上A時(shí),系統(tǒng)的總動(dòng)量就是C所具有的動(dòng)量p=mvC.作用后,B、C一起運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)這時(shí)A的速度為vA,那么系統(tǒng)的總動(dòng)量
p′=mAvA+(mB+m)v
根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mvC=mAvA+(mB+m)v
所以vA=
= m/s
=2.1 m/s
(2)以A、B、C三個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,以C剛滑上A時(shí)為初時(shí)刻,C剛滑上B前瞬間為末時(shí)刻,則系統(tǒng)的初動(dòng)量p1=mvC,設(shè)剛離開A時(shí)C的速度為vC′,則系統(tǒng)的末動(dòng)量p″=mvC′+(mA+mB)vA.
根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mvC=mvC′+(mA+mB)vA
得vC′==vC-vA
=(25-×2.1) m/s
=4 m/s