高一物理第四节 动量守恒定律的应用人教版知识精讲.docVIP

高一物理第四节 动量守恒定律的应用人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容 第四节 动量守恒定律的应用 二. 知识要点 正确理解动量守恒的条件，掌握应用步骤 能应用动量守恒定律解力学综合问题 三. 重点难点分析 1. 关于动量守恒定律 动量守恒定律是相互作用物体组（质点组）的机械运动规律，在应用动量守恒定律时应明确相互作用的物体为研究对象。 在明确研究对象后要分析系统受外力情况，在分析受力的同时，分析相互作用的过程，确定系统动量是否守恒，这两步分析是应用的前提应特别引起注意。 2. 动量守恒与机械能守恒条件比较 机械能守恒条件 动量守恒条件 系统内 只有重力和弹力做功，其它力不做 功，或做功代数和为零 对内力无要求 系统外 外力总功为零（外力矢量和不一定 为零） 外力矢量和为零（外力总功不一定为零） 【典型例题】 [例1] 下图所示，质量为M和木球静止于支架上一个质量为的子弹以初速度竖直向上击中木球，子弹击穿木球后，还能上升的高度为，求木球能上升的最大高度。 解析：子弹击中木球使木球获动量向上运动最大高度与其初动量大小有关。 子弹击中木球过程中，系统所受合外力不为零，但此过程中子弹与木球间的作用力远大于外力，且子弹击穿木球时间很短，因此子弹与木球相互作用过程中系统动量守恒。 设子弹击穿木球后速度为，木球速度为，由动量守恒定律得： ① ② 由①②解得： 木球上升最大高度 点评：内力远大于外力时动量守恒 [例2] 光滑水平面上，有一辆平板车质量，车上站着一人质量为，车以速度运动，现人以相对于车的速度，向后水平跳出，求人跳出后，车速增加了多少？ 解析：人和系统水平方向动量守恒，设车速增加。 人起跳前车速为跳起后车速为，人对车的速度为，人对地速度为，由动量守恒定律有： 即车速增大了 点评：列动量守恒方程必须选同一参照系，通常选地面为参照系。 [例3] 两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为，。另有一质量的滑块C，与AB间有摩擦，以的初速度滑到A的上表面，由于摩擦作用，C最后与B以相同的速度运动，求： （1）木块A的最大速度 （2）滑块C离开A时的速度 解析：当滑块C滑到A上时，AB一起加速，C减速，水平方向ABC系统动量守恒，当C滑到B上时A达最大速度，C在B上继续减速，B继续加速直到BC等速。由动量守恒定律得得 C刚滑到B上时速度为，B与A等速 ∴ 点评：系统动量守恒是系统内物体作用过程中任意时刻动量都与初动量相等。 [例4] 一长为，质量为M的木板静止在光滑的水平面上，一质量为的滑块的初速度滑到木板上，木板长度至少为多少才能使滑块不滑出木板。（设滑块与木板间动摩擦因数为） 解析：滑块与木板相互作用系统动量守恒，滑块不从木板上滑出则滑块与木板有相等的末速度。设末速度为，滑块滑动中位移为S，则木板滑动位移为，由动量守恒定律得 ① 由动能定理得 ② ③ 由①得 ④ 由②③得 把④代入得 点评：系统内物体间相互作用力对物体的冲量总是大小相等方向相反，相互作用力对两物体做功数值一般不等。 [例5] 如图所示，甲乙两小孩各坐一辆冰撬，在水平冰面上游戏，甲和他乘的冰撬质量共为，乙和他乘的冰撬质量也是30kg。游戏时，甲推着一个质量的箱子，共同以速度滑行，乙以同样大的速度迎面而来，为了避免相撞甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦。求甲至少以多大的速度（相对地面）将箱子推出才能避免相撞。 解析：由于摩擦，甲乙两人及冰撬，木箱系统动量守恒。甲乙两人不相撞的临界条件是有相等的速度，设甲推木箱后，乙抓住木箱后速度为，取甲初速为正。 甲推出木箱速度为 【模拟试题】 一. 本题共10小题，每小题4分，共40分；在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。 1. 在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是（ ） A. 若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开 B. 若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行 C. 若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开 D. 若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行 2. 沿水平方向飞行的导弹，当它的速度达到时，弹头爆炸后分裂为质量分别为和的两部分，其中的部分仍保持原来方向飞行，速度增大到，另一部分的速度将变为（ ） A. B. C. D. 3. 光滑水平面上有两个小球A、B，它们沿同一直线相向运动，A的速率为，B的速率