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1、微型專題動量守恒定律的應(yīng)用第1章碰撞與動量守恒 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進一步理解動量守恒定律的含義及守恒條件.2.進一步熟練掌握應(yīng)用動量守恒定律解決問題的方法和步驟. 內(nèi)容索引 題型探究重點難點 各個擊破 達標(biāo)檢測當(dāng)堂檢測 鞏固反饋 題型探究 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(nèi)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)，再對系統(tǒng)進行受力分析.分清系統(tǒng)的內(nèi)力與外力，然后判斷所選系統(tǒng)是否符合動量守恒的條件.一、動量守恒條件的擴展應(yīng)用 例1(多選)質(zhì)量分別為M和m

2、0的滑塊用輕彈簧連接，以恒定速度v沿光滑水平面運動，與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞，如圖1所示，碰撞時間極短，在此過程中，下列情況可能發(fā)生的是圖1A.M、m0、m速度均發(fā)生變化，碰后分別為v1、v2、v3，且滿足(Mm0)v Mv1m0v2mv3B.m0的速度不變，M和m的速度變?yōu)関1和v2，且滿足MvMv1mv2C.m 0的速度不變，M和m的速度都變?yōu)関，且滿足Mv(Mm)vD.M、m0、m速度均發(fā)生變化，M和m0的速度都變?yōu)関1，m的速度變?yōu)関2，且 滿足(Mm0)v(Mm0)v1mv2答案解析 解析M和m碰撞時間極短，在極短的時間內(nèi)彈簧形變極小，可忽略不計，因而m0在水平方向上

3、沒有受到外力作用，動量不變(速度不變)，可以認為碰撞過程中m0沒有參與，只涉及M和m，由于水平面光滑，彈簧形變極小，所以M和m組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，兩者碰撞后可能具有共同速度，也可能分開，所以只有B、C正確. 例2如圖2所示，一輛砂車的總質(zhì)量為M，靜止于光滑的水平面上.一個質(zhì)量為m的物體A以速度v落入砂車中，v與水平方向成角，求物體落入砂車后車的速度v .圖2 答案解析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mvcos (Mm)v， 雖然系統(tǒng)整體上不滿足動量守恒的條件，但在某一特定方向上，系統(tǒng)不受外力或所受外力遠小于內(nèi)力，則系統(tǒng)沿這一方向的分動量守恒，可

4、沿這一方向由動量守恒定律列方程解答.總 結(jié) 提 升 求解這類問題時應(yīng)注意：(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)的物體分成幾個小系統(tǒng)，既要符合守恒條件，又要方便解題.(3)對不同階段、不同的小系統(tǒng)準(zhǔn)確選取初、末狀態(tài)，分別列動量守恒方程.二、動量守恒定律在多物體、多過程中的應(yīng)用 例3如圖3所示，A、B兩個木塊的質(zhì)量分別為2 kg與0.9 kg，A、B上表面粗糙，水平地面光滑，質(zhì)量為0.1 kg的鐵塊以10 m /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0.5 m /s，求： 答案解析圖3(1)A的最終速度大?。淮鸢?.2

5、5 m /s解析選鐵塊和木塊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(MBm)vBMAvA可求得：vA0.25 m /s. (2)鐵塊剛滑上B時的速度大小. 答案解析答案2.75 m /s解析設(shè)鐵塊剛滑上B時的速度為v，此時A、B的速度均為vA0.25 m /s，由系統(tǒng)動量守恒得：mvmv(MAMB)vA可求得v2.75 m /s. 處理多物體、多過程動量守恒應(yīng)注意的問題：(1)正方向的選取.(2)研究對象的選取，明確取哪幾個物體為系統(tǒng)作為研究對象.(3)研究過程的選取，明確哪個過程中動量守恒.總 結(jié) 提 升 達標(biāo)檢測 1.(某一方向上的動量守恒)(多選)如圖4所示，在光滑

6、的水平面上放著一個上部為半圓形光滑槽的木塊，開始時木塊是靜止的，把一個小球放到槽邊從靜止開始釋放，關(guān)于兩個物體的運動情況，下列說法正確的是A.當(dāng)小球到達最低點時，木塊有最大速率B.當(dāng)小球的速率最大時，木塊有最大速率C.當(dāng)小球再次上升到最高點時，木塊的速率為最大D.當(dāng)小球再次上升到最高點時，木塊的速率為零 1 2 3 4圖4答案解析 解析小球和木塊組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，初狀態(tài)系統(tǒng)動量為零，當(dāng)小球到達最低點時，小球有最大速率，所以木塊也有最大速率；小球上升到最高點時，小球速率為零，木塊的速率也為零.故選A、B、D. 1 2 3 4 2.(多過程中的動量守恒)如圖5所示，質(zhì)量為M的盒子放在

7、光滑的水平面上，盒子內(nèi)表面不光滑，盒內(nèi)放有一個質(zhì)量為m的物塊.從某一時刻起給m一個水平向右的初速度v0，那么在物塊與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后A.兩者的速度均為零B.兩者的速度總不會相等 答案圖51 2 3 4 解析 解析物塊與盒子組成的系統(tǒng)所受合外力為零，物塊與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后，以速度v共同運動，由動量守恒定律得：mv0(Mm)v， 1 2 3 4 3.(多過程中的動量守恒)如圖6所示，甲車的質(zhì)量是2 kg，靜止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一個質(zhì)量為1 kg的小物體，乙車質(zhì)量為4 kg，以5 m /s的速度向左運動，與甲車碰撞以后甲車獲 答案圖6解析1 2 3 4得8 m/s的速

8、度，物體滑到乙車上，若乙車足夠長，上表面與物體間的動摩擦因數(shù)為0.2，則物體在乙車上表面滑行多長時間相對乙車靜止？(g取10 m /s2)答案0.4 s 解析乙與甲碰撞過程動量守恒：m乙v乙m乙v乙m甲v甲得v乙1 m /s小物體在乙上滑動至有共同速度v時，對小物體與乙車運用動量守恒定律得m乙v乙(mm乙)v，得v0.8 m /s對小物體應(yīng)用牛頓第二定律得ag2 m /s2 1 2 3 4 4.(多過程中的動量守恒)如圖7所示，光滑水平面上有三個木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA、mB、mC，mAmC2m、mBm.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. 1 2 3 4圖7 答案解析 解析細繩斷開后，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(shè)共同速度為v，A和B分開后，與C碰撞前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(mAmB)v0(mAmBmC)v 對A、B兩個木塊，分開過程滿足動量守恒，則有(mAmB)v0mAvmBvB 1 2 3 4