高中物理选修3-5 16.4动量守恒定律的典型模型
动量守恒定律经典模型
动量守恒定律经典模型动量守恒定律是力学中的一个重要定律，它揭示了物体在相互作用过程中动量的守恒性质。
动量守恒定律在经典物理学中有广泛的应用，可以帮助我们更好地理解和解释各种物理现象。
动量指的是物体的运动状态，它是质量和速度的乘积。
当几个物体之间发生相互作用时，它们的总动量保持不变。
换句话说，如果没有外力施加，物体总动量的大小和方向保持不变。
举个例子，假设有两个质量不同的小车，它们靠在一起并静止不动。
当我们给其中一个小车施加一个向右的力时，它会向右移动，同时另一个小车会向左移动。
按照动量守恒定律，两个小车的总动量保持为零，即一个小车的动量增加，另一个小车的动量减小，保持了动量的守恒。
同样，当我们把一个乒乓球抛向固定的墙壁时，球会发生反弹，它的速度改变了方向。
根据动量守恒定律，乒乓球在抛出之前的动量与反弹之后的动量大小相等，方向相反。
这解释了为什么我们在打乒乓球时，球拍会因为球的反弹而产生推力。
动量守恒定律对于解释交通事故中的力学原理也有很大的指导意义。
当两辆车发生碰撞时，它们的总动量保持不变。
如果其中一辆车的质量较大，它将对另一辆车产生更大的冲击力。
这也是为什么汽车设计中重视车身的坚固性，以减少事故时乘客受到的冲击力的原因之一。
动量守恒定律还与火箭发射原理密切相关。
当火箭喷出燃料时，燃料向后喷出的同时，火箭本身会获得向前的动量。
由于燃料喷射速度很大，火箭的质量相对较大，所以火箭可以获得很大的动量，推动自身向前飞行。
总之，动量守恒定律是经典物理学中的重要定律，它能够帮助我们解释和理解许多物理现象。
通过应用这一定律，我们能够更好地分析和计算各种动量相关的问题。
在实际生活和科学研究中，动量守恒定律具有重要的指导意义，我们应当深入学习和应用这一定律，以更好地认识和探索物理世界。
动量守恒定律的典型模型及应用(正式)详解
2.符合的规律：子弹和木块组成的系统动量守恒， 机械能不守恒。 3.共性特征：一物体在另一物体上，在恒定的阻 力作用下相对运动，系统动量守恒，机械能不守 恒，ΔE = f 滑d相对
• 例. 质量为M的木块静止在光滑水平面上， 一质量为m的子弹以速度v0水平射入木块中， 如果子弹所受阻力的大小恒为f，子弹没有 穿出木块，木块和子弹的最终速度为 v共 ， 在这个过程中木块相对地面的位移为 s 木 ， 子弹相对与地面的位移为 s子，求子弹相对与 木块的位移为 s ？ b a
动量守恒定律的典型应用
几个模型： （一）碰撞中动量守恒
（二）反冲运动、爆炸模型
（三）碰撞中 弹簧模型 （四）子弹打木块类的问题 （五）人船模型：平均动量守恒
（一）碰撞中动量守恒
1.弹性碰撞的规律 两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和动能守恒． 以质量为m1速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为
基础自测 1．抛出的手雷在最高点时的水平速度为 10 m/s，这时 突然炸成两块，其中大块质量 300 g 仍按原方向飞行，其速 度测得为 50 m/s，另一小块质量为 200 g，求它的速度的大 小和方向．
解析：设手雷原飞行方向为正方向，则整体初速度v0 ＝10 m/s；m1＝0.3 kg的大块速度为v1＝50 m/s，m2＝0.2 kg 的小块速度为v2，方向不清，暂设为正方向． 由动量守恒定律：(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2 代入数据解得v2＝－50 m/s 此结果表明，质量为200 g的那部分以50 m/s的速度向 反方向运动，其中负号表示与所设正方向相反．
（二）反冲运动、爆炸模型
高三物理选修3-5第十六章动量守恒定律第四节碰撞弹性碰撞模型和应用专题专项训 集 无答案
高三物理选修3-5第十六章动量守恒定律第四节碰撞弹性碰撞模型及应用专题专项训练习题集【典题强化】1．光滑水平地面上有两个静止的小物块a和b，a的质量为m，b的质量M可以取不同的数据。
现使a以某一速度向b运动，此后a与b发生弹性碰撞（）A．当M=m时，碰撞后b的速度最大B．当M=m时，碰撞后b的动能最大C．当M>m时，若M越小，碰撞后b的速度越小D．当M<m时，若M越小，碰撞后b的速度越大2．如图所示，质量为m2的小球B静止在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速度为v0靠近B，并与B发生弹性碰撞。
当m1和v0一定时，若m2越大。
则（）A．碰撞过程中B受到的冲量越小B．碰撞过程中A受到的冲量越大C．碰撞后A的速度越小D．碰撞后A的速度越大3．如图所示，小球A的质量为m A=5kg，动量大小为p A=4kgm/s，小球A水平向右运动与静止的小球B 发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为p A′=1kgm/s，方向水平向右，则（）=3kgm/sA．碰后小球B的动量大小为pB．碰后小球B的动量大小为p B=5kgm/sC．小球B的质量为15kgD．小球B的质量为3kg4．在光滑水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线，2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如图所示。
设碰撞过程中不损耗机械能，则碰撞后三个小球的速度是（）A．v1=v2=v3=v0/3 B．v1=0，v2=v3=v0/2C．v1=0，v2=v3=v0/3 D．v1=v2=0，v3=v05．如图所示，B、C、D、E、F，5个小球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E，4个小球质量相等，而F球质量小于B球质量，A球的质量等于F球质量。
A球以速度v0向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后（）A．5个小球静止，1个小球运动B．4个小球静止，2个小球运动C．3个小球静止，3个小球运动D．6个小球都运动6．如图所示，A、B两球放在光滑的水平面上，水平面的右侧与竖直平面内一光滑曲面相切，现给A一向右的速度，让A与B发生对心弹性碰撞，小球沿曲面上升到最高点后又能再沿曲面滑回到水平面。
人教版高中物理选修3-5 动量守恒定律的应用
1. 对心碰撞
如图所示，一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞
之前球的运动速度与两球心在同一直线上，碰撞之后两球 的速度仍会沿着这条直线。这种碰撞称为正碰，也叫对心 碰撞。
2. 非对心碰撞
一个运动的球与一个静止的球碰撞，碰撞之前球的
运动速度与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后
两球的速度都会偏离原来两球心的连线。这种碰撞称为 非对心碰撞。
特例：
质量为m1的小球以的v1速度在光滑平面上运动，跟 原来静止的质量为m2的小球相碰撞，如果碰撞是弹性的， 求碰撞后球m1与球m2的速度。如图所示：
v1
地面光滑
v2 = 0
设碰撞后它们的速度分别为 v1′和 v2′，规定速度 v1 的 方向为正方向，由动量守恒定律得 m1v1＝m1v1′＋m2v2′ 由机械能守恒定律得 1 1 1 2 2 m1v1＝ m1v1′ ＋ m2v2′2 2 2 2 联立两方程解得 m1－m2 2m1 v1′＝ v ，v2′＝ v. m1＋m2 1 m1＋m2 1
地面光滑
v1
v2
2
m v m v
1 1 2
(m1 m2) v共
1 1 1 2 2 2 m2 v2 （m1 m2） m v共 1 v1 2 2 2
损失了多少机械能呢？ 1 1 1 2 2 2 （m1 m2） v共 E损 2 m1 v1 2 m2 v2 - 2
例 光滑水平面上两小球 a、b用不可伸长的松弛细绳 相连.开始时a球静止,b球以 一定速度运动直至绳被拉紧, 然后两球一起运动,在此过 程中两球的总动量______ (填“守恒”或“不守恒”);机械 能______ (填“守恒” 或“不守恒”).
动量守恒定律的应用
高三物理选修3-5第十六章动量守恒定律第四节碰撞板块模型专题专项训练习题集 无答案
高三物理动量守恒定律第四节碰撞板块模型专题专项训练习题集【典题强化】1．如图所示，一大小可忽略不计、质量为m1的小物体放在质量为m2的长木板的左端，长木板放在光滑的水平面上。
现让m1获得向右的速度v0，若小物体最终没有从长木板上滑落，两者间的动摩擦因数为μ。
求：（1）长木板最终的速度（2）上述过程中长木板在水平面上滑行的距离（3）上述过程经历的时间多长（4）长木板的长度至少是多少2．如图所示，质量为M=8kg的木板，放在水平地面上，木板向右运动的速度v0=5m/s时，在木板前端轻放一个大小不计，质量为m=2kg的小物块。
木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.2，g=10m/s2，求：（1）物块及木板的加速度大小（2）经多长时间两者速度相等（3）要使物块不滑离木板，木板至少多长3．如图所示，长2m，质量为2kg的木板静止在光滑水平面上，一木块质量为1kg（可视为质点），与木板之间的动摩擦因数为0.2。
要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落，试求：（1）木块初速度的最大值为多少（2）若原来木块静止木板向左运动，则木板运动的最大初速度4．如图所示，图（a）表示光滑平台上，物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的动摩擦因数不计，图（b）为物体A与小车B的v-t图像，由此可以求得的物理量是（）A．小车上表面长度B．物体A与小车B的质量之比C．A与小车B上表面的动摩擦因数D．小车B获得的动能5．如图甲所示，质量为M的木板静止在光滑水平面上，一个质量为m的小滑块以初速度v0从木板的左端向右滑上木板。
滑块和木板速度随时间变化的图象如图乙所示，某同学根据图象作出如下一些判断，正确的是（）A．滑块与木板间始终存在相对运动B．滑块始终未离开木板C．滑块的质量大于木板的质量D．在t1时刻滑块从木板上滑出6．如图所示，平板车的质量为M，物块的质量为m。
它们的速度分别为V1、V2且V2>V1，V1与V2都是相对于地面的速度。
动量守恒定律10个模型
动量守恒定律10个模型简介动量守恒定律是物理学中的一个重要定律，它描述了在一个孤立系统中，系统的总动量在时间上是守恒的。
根据动量守恒定律，我们可以推导出许多有趣的模型和应用。
本文将介绍10个与动量守恒定律相关的模型，帮助读者更好地理解和应用这一定律。
1. 碰撞模型碰撞是动量守恒定律最常见的应用之一。
当两个物体碰撞时，它们之间的动量可以发生变化，但它们的总动量必须保持不变。
根据碰撞模型，我们可以计算出碰撞前后物体的速度和动量的变化。
2. 均质质点模型在动量守恒定律中，我们通常将物体看作是均质质点，即物体的质量分布均匀。
这样做的好处是简化计算，使得动量守恒定律更易于应用。
3. 爆炸模型爆炸是动量守恒定律另一个重要的应用场景。
当一个物体爆炸成多个碎片时，每个碎片的动量之和必须等于爆炸前物体的总动量。
通过爆炸模型，我们可以计算出碎片的速度和动量。
4. 转动惯量模型动量守恒定律不仅适用于质点，还适用于旋转物体。
当一个旋转物体发生转动时，它的动量也必须守恒。
转动惯量模型帮助我们计算旋转物体的动量和角速度的变化。
5. 弹性碰撞模型弹性碰撞是碰撞模型的一个特殊情况，它要求碰撞前后物体的动能守恒。
在弹性碰撞模型中，我们可以计算出碰撞后物体的速度和动量，以及碰撞过程中的能量转化情况。
6. 非弹性碰撞模型非弹性碰撞是碰撞模型的另一个特殊情况，它要求碰撞过程中有能量损失。
在非弹性碰撞模型中，我们可以计算出碰撞后物体的速度和动量，以及碰撞过程中的能量转化情况。
7. 线性动量守恒模型线性动量守恒模型是动量守恒定律的一个基本应用。
它适用于直线运动的物体，通过计算物体的质量和速度，我们可以得到物体的动量和动量守恒的结果。
8. 角动量守恒模型角动量守恒模型是动量守恒定律在旋转物体中的应用。
通过计算物体的转动惯量和角速度，我们可以得到物体的角动量和角动量守恒的结果。
9. 动量守恒实验模型动量守恒实验模型是利用实验验证动量守恒定律的方法。
高中物理第08章动量守恒 动量守恒定律应用 四种常见模型
高中物理第08章动量守恒 动量守恒定律应用四种常见模型Lex Li01、动量守恒定律概述（1）动量守恒定律的五性：①条件性：满足系统条件或近似条件；②系统性：动量守恒是相对与系统的，对于一个物体无所谓守恒；③矢量性：表达式中涉及的都是矢量，需要首先选取正方向，分清各物体初、末动量的正、负。
④相对性：方程中的所有动量必须相对于同一参考系；⑤同时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时刻的总动量相等。
不同时刻的动量不能相加。
（2）应用动量守恒定律解题的步骤①对象（系统性）：分析题意，明确研究对象；②受力（条件性）：对各阶段所选系统内物体进行受力分析，判定能否应用动量守恒； ③过程（矢量性、相对性、同时性）：确定过程的始、末状态，写出初动量和末动量表达式；④方程：建立动量守恒方程求解。
02、常见模型（1）碰撞、爆炸：作用时间极短，内力远大于外力，系统动量守恒①弹性碰撞：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： 动量守恒：221101v m v m v m += 动能不变：222211111011v m v m v m +=解得：121012m m v v m m −=+ 120122m v v m m =+②非弹性碰撞：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′机械能损失：22'2'21111112211222222()()E m v m v m v m v ∆=+−+ ③完全非弹性碰撞：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机械能损失：222111112212()()E m v m v m m v ∆=+−+④爆炸：系统动量守恒，机械能增加例01 如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物块，其质量分别为m A＝2.0 kg，m B＝m C ＝1.0 kg，现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近，此过程外力做功108 J(弹簧仍处于弹性限度范围内)，然后同时释放，弹簧开始逐渐变长，当弹簧刚好恢复原长时，C恰好以4 m/s的速度迎面与B发生碰撞并瞬时粘连．求：（1）弹簧刚好恢复原长时(B与C碰撞前)，A和B物块速度的大小；（2）当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能．针对训练01 如图所示，总质量为M的大小两物体，静止在光滑水平面上，质量为m的小物体和大物体间有压缩着的弹簧，另有质量为2m的物体以v0速度向右冲来，为了防止冲撞，大物体将小物体发射出去，小物体和冲来的物体碰撞后粘合在一起．小物体发射的速度至少应多大，才能使它们不再碰撞？（2）人船模型（平均动量守恒问题）：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）．例02 质量为m的人站在质量为M，长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边。
人教版高一物理选修3-5第十六章动量守恒定律第4节碰撞专题板块模型课件(共16张PPT)
3.质量为M＝lkg的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两 壁间距为L＝2m，另一质量也为m＝lkg且可视为质点的物体 从箱子中央以v0＝6m/s的速度开始运动，如图所示。已知物 体与箱底的动摩擦因数为μ＝0.5，物体与箱壁间发生的是 完全弹性碰撞，g＝10m/s2。试求：
（1）物体可与箱壁发生多少次碰撞？ n=1
因素μ=0.2，取g=10m/s2。求：
（1）A在车上刚停止滑动时，A和车的速度大小 v=1.4m/s （2）A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多 长时间 t=4s
（1）木块A的长度 LA=0.6m （2）B和C达到共同速度
是木块A和木块B的间距 Δx=0.009m
5．如图所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C， 重物A（视为质点）位于B的右端，A、B、C的质量相等，现A 和B以同一速度滑向静止的C，B与C发生正碰，碰后B和C粘在 一起运动，A在C上滑行，A与C间有摩擦力，已知A滑到C的右 端而未掉下。求：
-μmgx=0- 1
2
mv
2 0
（4）平板车的绝对位移，对平板车动能定理
-μmgx1=
1 2
Mv12-
1 2
Mv
2 0
-μmgx2=
1 2
Mv22-
1 2
Mv
2 0
（5）涉及作用时间，选择小滑块动量定理
-μmgt=mv2-(-mv0) 选择平板车动量定理 μmgt=Mv2-Mv0
【课堂训练】
1．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和 质量m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反的方向运动， 它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时， 物块的运动情况是（ A ） A．做加速运动
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
s人
M mM
L
s船
m mM
L
1、“人船模型”是动量守恒定律的拓展应用， 它把速度和质量的关系推广到质量和位移 的关系。即：
m1v1=m2v2 则：m1s1= m2s2 2、此结论与人在船上行走的速度大小无关。不论
是匀速行走还是变速行走，甚至往返行走，只要 人最终到达船的左端，那么结论都是相同的。
3、人船模型的适用条件是：两个物体组成的 系统动量守恒，系统的合动量为零。
动量守恒定律的典型模型及其应用
几个模型：
（一）碰撞中动量守恒 （二）人船模型：平均动量守恒 （三）碰撞中弹簧模型
（四）子弹打木块类的问题： ( 五 )类碰撞中绳模型
例2：如图所示，木块质量m=4 kg，它以速度v=5 m/s水平地滑上一辆静止的平板小车，已知小车质量
M=16 kg，木块与小车间的动摩擦因数为μ=0.5，木
两边同乘时间t，ml1=Ml2，
而l 1+l 2=L，
∴
l2
m M
m
L
l2 l1
应该注意到：此结论与人在船上行走的速度 大小无关。不论是匀速行走还是变速行走， 甚至往返行走，只要人最终到达船的左端， 那么结论都是相同的。
动量守恒典型问题
碰撞中弹簧模型
三、碰撞中弹簧模型
注意：状态的把握 由于弹簧的弹力随形变量变化，弹簧 弹力联系的“两体模型”一般都是作加速 度变化的复杂运动，所以通常需要用“动 量关系”和“能量关系”分析求解。复杂 的运动过程不容易明确，特殊的状态必须 把握：弹簧最长（短）时两体的速度相同； 弹簧自由时两体的速度最大（小）。
• 例12.如图所示，质量为M的木块放在光滑水 平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方
向射中木块，并最终留在木块中与木块一起 以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时木 块前进的距离为L，若木块对子弹的阻力f视 为恒定，求子弹进入木块深度s
物理过程分析
a
b
Sa S
Sb
例14.如图所示，有两个长方形的物体A和B紧靠在光滑的 水平面上，已知mA＝2kg，mB＝3kg，有一质量m＝ 100g的子弹以v0＝800m/s的速度水平射入长方体A， 经0.01s又射入长方体B，最后停留在B内未穿出。设子 弹射入A时所受的摩擦力为3×103N。
块没有滑离小车，地面光滑，g取10 m/s2，求： （1）木块相对小车静止时小车的速度； （2）从木块滑上小车到木块相对于小车刚静止时， 小车移动的距离. （3）要保证木块不滑下平板车，平板车至少要有多 长？
（4）整个过程中系统机械能损失了多少？
二、人船模型
例6：静止在水面上的小船长为L，质量为M，在 船的最右端站有一质量为m的人，不计水的阻力， 当人从最右端走到最左端的过程中，小船移动的 距离是多大？
v0
M
m
四.子弹打木块的模型
1.运动性质：子弹对地在滑动摩擦力作用下匀。
2.符合的规律：子弹和木块组成的系统动量守恒， 机械能不守恒。
3.共性特征：一物体在另一物体上，在恒定的阻 力作用下相对运动，系统动量守恒，机械能不守
恒，ΔE = f 滑d相对
例11：如图所示，质量为M=4kg的平板车静止在光滑
水平面上，其左端固定着一根轻弹，质量为m=1kg的小
物体以水平速度v0=5m/s从平板车右端滑上车，相对于 平板车向左滑动了L=1m后把弹簧压缩到最短，然后又 相对于平板车向右滑动到最右端而与之保持相对静止。 求
（1）小物体与平板车间的动摩擦因数； （2）这过程中弹性势能的最大值。
例7. 质量为m的人站在质量为M，长为L的静止小船的 右端，小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时， 船左端离岸多远？
解：先画出示意图。人、船系统动量守恒，总动
量始终为零，所以人、船动量大小始终相等。从
图中可以看出，人、船的位移大小之和等于L。
设人、船位移大小分别为l1、l2 ，则：mv1=Mv2，
(1)求子弹在射入A的过程中，B受到A的作用力的大小。
(2)当子弹留在B中时，A和B的速度各为多大?[15]
答案:(1)1.8×103N(2)vA＝6m／s，vB＝22m／s
类碰撞中绳模型
• 例15.如图所示，光滑水平面上有两个质量相 等的物体，其间用一不可伸长的细绳相连，开 始B静止，A具有（规定向右为正）的动量， 开始绳松弛，那么在绳拉紧的过程中，A、B 动量变化可能是（ ）
S
L-S
条件: 系统动量守衡且系统初动量为零.
处理方法: 利用系统动量守衡的瞬时性和物体间作用的 等时性,求解每个物体的对地位移.
m v1 = M v2 m s1 = M s2 s1 + s2 = L
m v1 t = M v2 t ---------------- ① -----------②
结论: 人船对地位移为将二者相对位移按质量反比分配关系