16.3-动量守恒定律习题课
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动量守恒定律习题课一、运用动量守恒定律的解题步骤1.明确研究对象,一般是两个或两个以上物体组成的系统; 2.分析系统相互作用时的受力情况,判定系统动量是否守恒; 3.选定正方向,确定相互作用前后两状态系统的动量; 4.在同一地面参考系中建立动量守恒方程,并求解.二、碰撞1.弹性碰撞特点:系统动量守恒,机械能守恒.设质量m 1的物体以速度v 0与质量为m 2的在水平面上静止的物体发生弹性正碰,则有动量守恒:221101v m v m v m +=碰撞前后动能不变:222212111210121v m v mv m += 所以012121v v m m m m +-= 022211v v m m m +=(注:在同一水平面上发生弹性正碰,机械能守恒即为动能守恒) [讨论]①当m l =m 2时,v 1=0,v 2=v 0(速度互换) ②当m l <<m 2时,v 1≈-v 0,v 2≈O (速度反向) ③当m l >m 2时,v 1>0,v 2>0(同向运动) ④当m l <m 2时,v 1<O ,v 2>0(反向运动)⑤当m l >>m 2时,v 1≈v,v 2≈2v 0 (同向运动)、 2.非弹性碰撞特点:部分机械能转化成物体的内能,系统损失了机械能两物体仍能分离.动量守恒 用公式表示为:m 1v 1+m 2v 2= m 1v 1′+m 2v 2′机械能的损失:)()(22221211212222121121'+'-+=∆v m v m v m v m E3.完全非弹性碰撞特点:碰撞后两物体粘在一起运动,此时动能损失最大,而动量守恒. 用公式表示为: m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v动能损失:221212222121121)()(v m m v m v mE k +-+=∆【例题】甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p 甲=5 kg ·m/s,p 乙= 7 kg ·m/s ,甲追乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为p 乙′=10 kg ·m/s ,则两球质量m 甲与m 乙的关系A.m 甲=m 乙B.m 乙=2m 甲C.m 乙=4m 甲D.m 乙=6m 甲三、平均动量守恒问题——人船模型:1.特点:初态时相互作用物体都处于静止状态,在物体发生相对运动的过程中,某一个方向的动量守恒(如水平方向动量守恒).对于这类问题,如果我们应用“人船模型”也会使问题迅速得到解决,现具体分析如下:lv 0 vS【模型1】如图所示,长为L 、质量为M 的小船停在静水中,一个质量m 的人立在船头,若不计水的粘滞阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人对地面的位移各是多少? 〖分析〗点评:应该注重到:此结论与人在船上行走的速度大小无关。
16.3 动量守恒定律一.选择题(共17小题)1.在光滑水平面上,一质量为m,速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前反,则碰撞后B球的速度大小可能是()A.0.6v B.0.4v C.0.3v D.0.2v2.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。
木箱和小木块都具有一定的质量。
现使木箱获得一个向右的初速度v0,则()A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动3.一炮艇总质量为M,以速度v0匀速行驶,从艇上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹,发射炮弹后艇的速度为v′,若不计水的阻力,则下列各关系式中正确的是()A.Mv0=(M-m)v′+mvB.Mv0=(M-m)v′+m(v+v0)C.Mv0=(M-m)v′+m(v+v′)D.Mv0=M v′+mv4.如图所示,一斜面体静止在光滑的水平面上,斜面倾角为θ,高为h。
现将小物块A轻轻放在光滑斜面的顶端,则小物块沿斜面下滑的过程中()A.斜面对地面的压力小于小物块与斜面体重力之和2B.小物块滑到斜面底端的速度为ghC.斜面与小物块组成的系统动量守D.斜面对小物块的作用力垂直于接触面,做功为零5.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,一个质量为m的小球从槽上高h处由静止开始自由落下(M>m)()A.被弹簧反弹后,小球能追上槽B.被弹簧反弹后,小球能回到槽上高h处C.在下滑过程中,槽对小球的支持力对小球不做功D.在整个过程中,小球和槽组成的系统机械能守恒6.如图所示,光滑的水平地面上有一辆平板车,车上有一个人。
原来车和人都静止。
当人从左向右行走的过程中()A.人和车组成的系统水平方向动量不守恒B.人和车组成的系统机械能守恒C.人和车的速度方向相同D.人停止行走时,人和车的速度一定均为零7.两个小球A、B在光滑水平面上相向运动,已知它们的质量分别是m1=4kg,m2=2kg,A的速度v1=3m/s(设为正),B的速度v2=-3m/s,则它们发生正碰后,其速度可能分别是()A.v1′=v2′=1.5m/sB.v1′=+4m/s,v2′=-5m/sC.v1′=2m/s,v2′=-1m/sD.v1′=-1m/s,v2′=5m/s8.两个滑块P和Q用弹簧相连,置于水平的光滑地面上,滑块P紧靠竖直的墙,用一外力推着Q使弹簧压缩后处于静止状态,如图所示。
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步训练一、单项选择题(下列选项中只有一个选项满足题意)1.如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人A和B,A的质量为m A,B的质量为m B,m A>m B.最初人和车都处于静止状态.现在,两人同时由静止开始相向而行,A和B对地面的速度大小相等,则车()A.向左运动B.左右往返运动C.向右运动D.静止不动2.如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上.槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从A点进入槽内,则下列说法正确的是()A.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动B.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒3.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则()A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动4.静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球,甲向左抛,乙向右抛,如图所示.甲先抛,乙后抛,抛出后两小球相对岸的速率相等,若不计水的阻力,则下列说法中正确的是()A.两球抛出后,船往左以一定速度运动,乙球受到的冲量大一些B.两球抛出后,船往右以一定速度运动,甲球受到的冲量大一些C.两球抛出后,船的速度为零,甲球受到的冲量大一些D.两球抛出后,船的速度为零,两球所受的冲量相等5.如图所示,A、B两个小车用轻弹簧连接,静止在光滑的水平面上,A车与竖直墙面接触。
将小车B向左推,使弹簧压缩,再由静止释放小车B。
16.3动量守恒定律【学习过程】一、系统内力和外力【自学】阅读课本12页:完成下面练习。
1、系统:相互作用的物体组成系统.(系统内有几个物体? )2、内力:物体相互间的作用力3、外力:对系统内物体的作用趣味思考:假设你的头发能够足够承受你的重力,你能否揪着自己的头发将自己提离地面?二、动量守恒定律【合作探究】完成下面练习。
模型:如图所示,在水平桌面上做匀速运动的两个小球,质量分别是叫和n^,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是V1和V2,且V2>Vi。
当第二个小球追上第一个小球时两球碰撞。
碰撞后的速度分别是V1'和V2’。
碰撞过程中第一个球所受另一个球对它的作用力是Fi,第二个球所受另一个球对它的作用力是F2。
图16」1用牛桓念动定律江程推导过程:根据牛顿第二定律,碰撞过程中两球的加速度分别是:,根据牛顿第三定律,F|与F2大小,方向,即所以有:_________________碰撞时两球之间力的作用时间很短,用At表示。
这样,加速度与碰撞前后速度的关系就是:把加速度的表达式代入,移项后得到:上式的物理意义是: _____________________________【讲解提高】结论:从上面的分析还可以看出,两个物体碰撞过程中的每个时刻都有 ,因此上面结论对过程中的任意两时刻的状态也就是说,系统的动量在整个过程中一直o因此,我们才说这个过程中动量是的。
【自学指导】阅读课本13页,完成下面练习。
1.动量守恒定律:(1)内容:如果一个系统,或者,这个系统的总动量保持不变。
这个结论叫做动量守恒定律。
(2)守恒条件:或者(3)表达式:(4)说明:矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先;速度的相对性:即所用速度都是相对而言的。
一般以为参考系。
同时性:动量守恒指系统在的动量恒定。
等号左边是作用前系统内各物体动量在同一时刻的矢量和,等号右边是作用后系统内各物体动量在另一同时刻的矢量和.不是同一时刻的动量不能相加.注意:正确认识动量守恒定律,(1)区分内力和外力(2)在总动量一定的情况下,每个物体的动量可以发生很大的变化【自我检测】1、下列关于动量守恒的论述正确的是()A.某物体沿着斜面下滑,物体的动量守恒B.系统在某方向上所受的合外力为零,则系统在该方向上动量守恒C.如果系统内部有相互作用的摩擦力,系统的机械能必然减少,系统的动量也不再守恒D.系统虽然受到几个较大的外力,但合外力为零,系统的动量仍然守恒2、把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗了弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是A.枪和弹组成的系统,动量守恒B.枪和车组成的系统,动量守恒C.三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系统动量近似守恒D.三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合力为零3、在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车的左端。