高三物理一輪復(fù)習(xí) 第12章3動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用課件 新人教版（安徽專用）

2 2 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用1.恰當(dāng)選取系統(tǒng) (2009揚(yáng)州市期末)一炮彈質(zhì)量為m，以一定的傾角斜向上發(fā)射，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為v，炮彈在最高點(diǎn)爆炸成兩塊，其中一塊恰好做自由落體運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為.求另一塊爆炸后瞬時(shí)的速度大小4343443mmvmvmvvv當(dāng)炮彈到達(dá)最高點(diǎn)爆炸成兩塊時(shí)，一塊質(zhì)量為，則另一塊質(zhì)量為，設(shè)另一塊的瞬時(shí)速度為 ，在水平方向應(yīng)用動(dòng)量守恒定律得析：解，則=儲(chǔ) 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：本題選擇炮彈在最高點(diǎn)研究系統(tǒng)水平本題選擇炮彈在最高點(diǎn)研究系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量的情況，避開了物體在空中的曲線運(yùn)方向的動(dòng)量的情況，避開了物體在空中的曲線運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜情況，使得問題可以簡(jiǎn)單解決，這正是動(dòng)的復(fù)雜情況，使得問題可以簡(jiǎn)單解決，這正是動(dòng)量守恒解決問題的優(yōu)勢(shì)所在動(dòng)量守恒解決問題的優(yōu)勢(shì)所在在平直的公路上，質(zhì)量為M的汽車牽引著質(zhì)量為m的拖車勻速行駛，速度為v.在某一時(shí)刻拖車脫鉤了.若汽車的牽引力保持不變，在拖車剛剛停止運(yùn)動(dòng)的瞬間，汽車的速度多大？ 在拖車和汽車脫鉤前，兩者共同向前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，汽車和拖車構(gòu)成的系統(tǒng)所受合外力為零.脫鉤后，拖車做勻減速運(yùn)動(dòng)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，它們各自所受的合外力都不為零，但是由于汽車的牽引力不變，汽車和拖車各自受到的摩擦阻力不變.如果仍然以兩者構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受外力之和仍然為零，整個(gè)過程動(dòng)量守恒，所以有：(M+m)v=Mv，拖車剛停止時(shí)汽車的速度v=(M+m)v/M.2.多過程多物體的動(dòng)量守恒 如圖12-2-1所示，在光滑的水平面上有兩塊并列放置的木塊A與B，已知A的質(zhì)量是500g，B的質(zhì)量是300g，有一質(zhì)量為80g的小銅塊C(可視為質(zhì)點(diǎn))以25m/s的水平初速度開始在A的表面滑動(dòng).銅塊最后停在B上，B與C一起以2.5m/s的速度共同前進(jìn).求(1)木塊A最后的速度vA；(2)C離開A時(shí)的速度vC.圖圖13-2-1 C在A上滑動(dòng)時(shí)，選A、B、C作為一個(gè)系統(tǒng)，其總動(dòng)量守恒，則mCv0=mCvC+(mA+mB)vAC滑到B上后A做勻速運(yùn)動(dòng)，再選B、C作為一個(gè)系統(tǒng)，其總動(dòng)量也守恒，則mCvC+mBvA=(mB+mC)vBC也可以研究C在A、B上面滑動(dòng)的全過程，在整個(gè)過程中，A、B、C組成系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒，則：mCv0=mAvA+(mB+mC)vBC把上述三方程式中的任意兩個(gè)聯(lián)立求解即可得到vA=2.1m/s，vC=4m/s. 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：此題涉及多個(gè)過程動(dòng)量守恒的問題，此題涉及多個(gè)過程動(dòng)量守恒的問題，解決這類問題一是動(dòng)量守恒的系統(tǒng)和過程如何確解決這類問題一是動(dòng)量守恒的系統(tǒng)和過程如何確定，二是碰撞后的各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何確定，二是碰撞后的各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何確定本題中應(yīng)注意動(dòng)量的正負(fù)號(hào)應(yīng)表示準(zhǔn)確，不定本題中應(yīng)注意動(dòng)量的正負(fù)號(hào)應(yīng)表示準(zhǔn)確，不要出錯(cuò)要出錯(cuò) 3.人船模型碧海藍(lán)天，群帆競(jìng)技，經(jīng)過三天的激烈角逐，2010年中日韓國(guó)際帆船賽于9月13日完美落幕。某人站在靜浮于水面的船上，從某時(shí)刻開始人從船頭走向船尾.設(shè)水的阻力不計(jì)，那么在這段時(shí)間內(nèi)關(guān)于人和船的運(yùn)動(dòng)情況判斷錯(cuò)誤的是( )A.人勻速行走，船勻速后退，兩者速度大小與它們的質(zhì)量成反比B.人加速行走，船加速后退，而且加速度大小與它們的質(zhì)量成反比C.人走走停停，船退退停停，兩者動(dòng)量總和總是為零D.當(dāng)人從船頭走到船尾停止運(yùn)動(dòng)后，船由于慣性還會(huì)繼續(xù)后退一段距離 人和船組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，選人前進(jìn)的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：m人v人-Mv船=0即vMvm 人人船船人人故人前進(jìn)的速度跟船后退的速度大小總跟它們的質(zhì)量成反比，但人的速度和船的速度成正比.故人走船走，人快船快，人慢船慢，人停船停.即A、C的判斷是正確的.由于人和船間的相互作用力大小相等，由牛頓第二定律知，m人a人=Ma船，即人和船的加速度大小跟它們的質(zhì)量成反比，B的判斷正確.D選項(xiàng)的判斷錯(cuò)誤. 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：以上就是典型的以上就是典型的“人船模型人船模型”，說，說明人和船相對(duì)于水面的速度和位移只與人和船明人和船相對(duì)于水面的速度和位移只與人和船的質(zhì)量有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)該模型適用的的質(zhì)量有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)該模型適用的條件：一個(gè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，且在系條件：一個(gè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，且在系統(tǒng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，至少有一個(gè)方向統(tǒng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，至少有一個(gè)方向(如如水平方向或者豎直方向水平方向或者豎直方向)動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒 模型要點(diǎn)：模型要點(diǎn)：(1)動(dòng)力學(xué)規(guī)律：由于組成系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律：由于組成系統(tǒng)的兩物體受到大小相同、方向相反的一對(duì)力，故兩兩物體受到大小相同、方向相反的一對(duì)力，故兩物體速度大小與質(zhì)量成反比，方向相反這類問物體速度大小與質(zhì)量成反比，方向相反這類問題的特點(diǎn)：兩物體同時(shí)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)停止題的特點(diǎn)：兩物體同時(shí)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)停止(2)動(dòng)量動(dòng)量與能量規(guī)律：由于系統(tǒng)不受外力作用，故而遵從與能量規(guī)律：由于系統(tǒng)不受外力作用，故而遵從動(dòng)量守恒定律，又由于相互作用力做功，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律，又由于相互作用力做功，故系統(tǒng)或每個(gè)物體動(dòng)能均發(fā)生變化：力對(duì)或每個(gè)物體動(dòng)能均發(fā)生變化：力對(duì)“人人”做的功做的功量度量度“人人”動(dòng)能的變化；力對(duì)動(dòng)能的變化；力對(duì)“船船”做的功量度做的功量度“船船”動(dòng)能的變化動(dòng)能的變化如圖13-2-2所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為M和m的兩物體開始速度均為零，在m下滑的過程中，M將后退.求M后退的距離.圖圖13-2-2 水平方向系統(tǒng)不受外力，所以水平方向上動(dòng)量守恒.m滑到底端時(shí)，若M后退距離為x，則m水平方向移動(dòng)的距離為（b-a-x),代入m1x1+m2x2=0,可解得M后退的距離為: .m baxMm 易錯(cuò)題：易錯(cuò)題：質(zhì)量為質(zhì)量為M的小車在水平地面上以速的小車在水平地面上以速度度v0勻速向右運(yùn)動(dòng)當(dāng)車中的沙子從底部的漏勻速向右運(yùn)動(dòng)當(dāng)車中的沙子從底部的漏斗中不斷流下時(shí)，車子的速度將斗中不斷流下時(shí)，車子的速度將() A減小減小 B不變不變 C增大增大 D無(wú)法確定無(wú)法確定 錯(cuò)解：錯(cuò)解：因?yàn)殡S著沙子的不斷流下，車子的總質(zhì)因?yàn)殡S著沙子的不斷流下，車子的總質(zhì)量減小，根據(jù)動(dòng)量守恒定律總動(dòng)量不變，所以車速量減小，根據(jù)動(dòng)量守恒定律總動(dòng)量不變，所以車速增大，故選增大，故選C. 錯(cuò)解分析：錯(cuò)解分析：產(chǎn)生上述錯(cuò)誤的原因，是在利用動(dòng)產(chǎn)生上述錯(cuò)誤的原因，是在利用動(dòng)量守恒定律處理問題時(shí)，研究對(duì)象的選取出了問量守恒定律處理問題時(shí)，研究對(duì)象的選取出了問題因?yàn)?，此時(shí)，應(yīng)保持初、末狀態(tài)研究對(duì)象是同題因?yàn)?，此時(shí)，應(yīng)保持初、末狀態(tài)研究對(duì)象是同一系統(tǒng)，質(zhì)量不變一系統(tǒng)，質(zhì)量不變 正解：正解：本題中沙子和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，本題中沙子和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律，在初狀態(tài)，沙子下落之前，沙由動(dòng)量守恒定律，在初狀態(tài)，沙子下落之前，沙子和車都以子和車都以v0向前運(yùn)動(dòng)；在末狀態(tài)，由于慣性，向前運(yùn)動(dòng)；在末狀態(tài)，由于慣性，沙子下落的時(shí)候具有和車相同的水平速度沙子下落的時(shí)候具有和車相同的水平速度v0，車，車的速度為的速度為v，由，由(M+m)v0=mv0+Mv得得v=v0，車速不變，車速不變，故故B正確正確 解題指導(dǎo)：解題指導(dǎo)：利用動(dòng)量守恒定律解決問題的時(shí)利用動(dòng)量守恒定律解決問題的時(shí)候，在所研究的過程中，研究對(duì)象一定不能發(fā)生候，在所研究的過程中，研究對(duì)象一定不能發(fā)生變化，抓住研究對(duì)象，分析組成該系統(tǒng)的各個(gè)部變化，抓住研究對(duì)象，分析組成該系統(tǒng)的各個(gè)部分的動(dòng)量變化情況，達(dá)到解決問題的目的分的動(dòng)量變化情況，達(dá)到解決問題的目的