高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 习题课 动量守恒定律的应用同步备课课件 粤教版选修
20页1、,第一章,习题课 动量守恒定律的应用,学习目标 1.进一步理解动量守恒定律的含义及守恒条件. 2.进一步熟练掌握应用动量守恒定律解决问题的方法和步骤.,内容索引,题型探究,达标检测,题型探究,一、动量守恒条件的扩展应用,1.动量守恒定律成立的条件: (1)系统不受外力或所受外力的合力为零; (2)系统的内力远大于外力; (3)系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为0. 2.动量守恒定律的研究对象是系统.研究多个物体组成的系统时,必须合理选择系统,再对系统进行受力分析.分清系统的内力与外力,然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件.,例1 (多选)质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图1所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是 A.M、m0、m速度均发生变化,碰后分别为v1、 v2、v3,且满足(Mm0)vMv1m0v2mv3 B.m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2, 且满足MvMv1mv2 C.m0的速度不变,M和m的速度都变为v,且满足Mv(Mm)v D.M、m0、m速度均发生变化,M和m0
2、的速度都变为v1,m的速度变为v2, 且满足(Mm0)v(Mm0)v1mv2,解析,答案,图1,解析 M和m碰撞时间极短,在极短的时间内弹簧形变极小,可忽略不计,因而m0在水平方向上没有受到外力作用,动量不变(速度不变),可以认为碰撞过程中m0没有参与,只涉及M和m,由于水平面光滑,弹簧形变极小,所以M和m组成的系统水平方向动量守恒,两者碰撞后可能具有共同速度,也可能分开,所以只有B、C正确.,例2 如图2所示,质量分布均匀、形状对称的金属块内有一个半径为R的圆形槽,金属块放在光滑的水平面上且左边挨着竖直墙壁.一质量为m的小球从金属块左上端R处静止下落,小球到达最低点后从金属块的右端冲出,到达最高点时离圆形槽最低点的高度为 R,重力加速度为g,不计空气阻力.求: (1)小球第一次到达最低点时,小球对金属块的压力 为多大?,解析,答案,图2,答案 5mg,解析 小球从静止到第一次到达最低点的过程,根据动能定理有mg2R mv02,小球刚到最低点时,根据圆周运动和牛顿第二定律有,根据牛顿第三定律可知小球对金属块的压力为FNFN 联立解得FN5mg.,(2)金属块的质量为多少?,解析,答案,
3、答案 7m,解析 设金属块的质量为M,小球第一次到达最低点至小球到达最高点过程,小球和金属块水平方向动量守恒,则mv0(mM)v,根据能量守恒定律有,联立解得M7m.,虽然系统整体上不满足动量守恒的条件,但在某一特定方向上,系统不受外力或所受外力远小于内力,则系统沿这一个方向的分动量守恒.可沿这一方向由动量守恒定律列方程解答.,二、动量守恒定律在多物体、多过程中的应用,求解这类问题时应注意: (1)正确分析作用过程中各物体状态的变化情况; (2)分清作用过程中的不同阶段,并按作用关系将系统内的物体分成几个小系统,既要符合守恒条件,又方便解题. (3)对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态,分别列动量守恒方程.,例3 如图3所示,A、B两个木块质量分别为2 kg与0.9 kg,A、B上表面粗糙,与水平地面间接触光滑,质量为0.1 kg的铁块以10 m/s的速度从A的左端向右滑动,最后铁块与B的共同速度大小为0.5 m/s,求: (1)A的最终速度大小;,图3,解析,答案,答案 0.25 m/s,解析 选铁块和木块A、B为一系统,取水平向右为 正方向, 由系统总动量守恒得:mv(MBm
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