高二物理 动量守恒定律的应用 典型例题解析

合集下载

高二物理动量定理试题答案及解析

高二物理动量定理试题答案及解析

高二物理动量定理试题答案及解析1.对下列物理现象的解释,正确的是()A.击钉时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B.跳远时,在沙坑里填沙,是为了减小冲量C.易碎品运输时,要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间,减小作用力D.在车内推车推不动,是因为合外力冲量为零【答案】 CD【解析】试题分析: 用橡皮锤敲打钉子将其钉进木头里,力的作用时间长,作用力小,所以击钉时,不用橡皮锤,故A错误;跳远运动员跳在沙坑里,延长了力的作用时间,减小作用力,不是减少冲量,故B错误;搬运玻璃等易碎物品时,在箱子里放些刨花、泡沫塑料等,延长了力的作用时间,减小作用力;故C正确;在车内推车推不动,因为车受合外力为零,所以合外力冲量为零,故D正确。

【考点】动量定理2.如图所示,两个完全相同的小球A、B用等长的细线悬于O点.线长L.若将A由图示位置静止释放,则B球被碰后第一次速度为零时的高度不可能是 ( )A.L/2 B.L/4 C.L/8 D.L/10【答案】D【解析】小球A从释放到最低点,由动能定理可知:,解得:.若A与B发生完全弹性碰撞,由能量守恒定律和动量守恒定律可知两者交换速度,即,B上升过程中由动能定理可知:,解得:;若A与B发生完全非弹性碰撞即AB粘在一起,由动量守恒定律可知:,解得:,在AB上升过程中,由动能定理可知:,解得:,所以B球上升的高度,故选项D错误.【考点】考查动量守恒定律和动能定理在碰撞中的应用,关键在于根据两球碰撞的可能情况解出高度的范围.3.如图所示,质量为2kg的物体A静止在光滑的水平面上,与水平方向成30º角的恒力F=3N作用于该物体,历时10s,则:()A.力的冲量大小为零B.力F对物体的冲量大小为30NsC.力F对物体的冲量大小为15NsD.物体动量的变化量为15Ns【答案】BD【解析】根据公式可得力F对物体的冲量大小为30Ns,AC错误,B正确;物体的动量变化为,故D正确故选BD【考点】考查了动量定理的应用点评:冲量就是力对物体的大小和时间的乘积,与物体运动方向有关。

高考物理动量守恒定律的应用及其解题技巧及练习题(含答案)

高考物理动量守恒定律的应用及其解题技巧及练习题(含答案)

高考物理动量守恒定律的应用及其解题技巧及练习题 (含答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律的应用1.竖直平面内存在着如图甲所示管道,虚线左侧管道水平,虚线右侧管道是半径R=1m 的半圆形,管道截面是不闭合的圆,管道半圆形部分处在竖直向上的匀强电场中,电场强度 E=4X 10/m .小球a 、b 、c 的半径略小于管道内径, b 、c 球用长L 2m 的绝缘细轻杆连接,开始时c 静止于管道水平部分右端P 点处,在M 点处的a 球在水平推力F 的作用下由静止向右运动,当 F 减到零时恰好与b 发生了弹性碰撞,F-t 的变化图像如图乙所示,且满足F 2 t 2 —.已知三个小球均可看做质点且 m a =0.25kg , m b =0.2kg , m c =0.05kg ,小球 (1) 小球a 与b 发生碰撞时的速度 v o ; (2) 小球c 运动到Q 点时的速度v ;(3) 从小球c 开始运动到速度减为零的过程中,小球 c 电势能的增加量.【答案】(1) V 4m/s (2) v=2m/s (3) E p 3.2J 【解析】【分析】对小球 a ,由动量定理可得小球 a 与b 发生碰撞时的速度;小球a 与小球b 、c 组 成的系统发生弹性碰撞由动量守恒和机械能守恒可列式,小球c 运动到Q 点时,小球b 恰好运动到P 点,由动能定理可得小球 c 运动到Q 点时的速度;由于b 、c 两球转动的角速 度和半径都相同,故两球的线速度大小始终相等,从c 球运动到Q 点到减速到零的过程列能量守恒可得; 解:⑴对小球a ,由动量定理可得I m a V 。

0 由题意可知,F-图像所围的图形为四分之一圆弧 ,面积为拉力F 的冲量,由圆方程可知S 1m 2 代入数据可得:v 0 4m/s(2)小球a 与小球b 、c 组成的系统发生弹性碰撞 , 由动量守恒可得 m a V 0 m a V | (m b m c )v 21 2 1 2 12由机械能守恒可得 m a v 0m a v 1 (m b m c )v 222 2解得 V 1 0, V 2 4m/ sA E阳1r c 带q=5 x 1'0)C 的正电荷,其他小球不带电,不计一切摩擦, g=10m/s 2,求小球c运动到Q点时,小球b恰好运动到P点,由动能定理1 2 1 2 m c gR qER ㊁血 mjv ㊁血 mjv ?代入数据可得v 2m/ s⑶由于b 、c 两球转动的角速度和半径都相同,故两球的线速度大小始终相等,假设当两球速度减到零时,设b 球与O 点连线与竖直方向的夹角为 从c 球运动到Q 点到减速到零的过程列能量守恒可得:1 2(m b m c )v qERsin 22.如图所示,小明参加户外竞技活动,站在平台边缘抓住轻绳一端,轻绳另一端固定在 '点,绳子刚好被拉直且偏离竖直方向的角度0 =60.小明从A 点由静止往下摆,达到 O 点正下方B 点突然松手,顺利落到静止在水平平台的平板车上,然后随平板车一起向右运 动•到达C 点,小明跳离平板车(近似认为水平跳离),安全落到漂浮在水池中的圆形浮漂 上•绳长L=1.6m ,浮漂圆心与 C 点的水平距离x=2.7m 、竖直高度y=1.8m ,浮漂半径 R=0.3m 、不计厚度,小明的质量m=60kg ,平板车的质量 m=20kg ,人与平板车均可视为质点,不计平板车与平台之间的摩擦.重力加速度g=10m/s 2,求:_*』吩(1) 轻绳能承受最大拉力不得小于多少? (2) 小明跳离平板车时的速度在什么范围?(3) 若小明跳离平板车后恰好落到浮漂最右端,他在跳离过程中做了多少功 ?【答案】(1) 1200N (2) 4m/s Wv< 5m/s( 3) 480J 【解析】 【分析】(1)首先根据机械能守恒可以计算到达B 点的速度,再根据圆周运动知识计算拉力大小.(2)由平抛运动规律,按照位移大小可以计算速度范围( 3)由动量守恒和能量守恒规律计算即可. 【详解】解(I)从A 到B .由功能关系可得1 2 mgL(1 cos ) mv ①2代人数据求得v=4 m/s ②m b gR(1cos ) m c gRsin 解得sin0637因此小球c 电势能的增加量: E p qER(1 sin ) 3.2J2在最低点B处,T mg mv③联立①②解得,轻绳能承受最大拉力不得小于T=1200N(2) 小明离开滑板后可认为做平抛运动1 2竖直位移y gt1 2 3④2离C点水平位移最小位移x R v min t⑤离C点水平位移最大为X R V min t⑥联立④⑤⑥解得小明跳离滑板时的速度 4 m/s Wvw 5 m/s(3) 小明落上滑板时,动量守恒mv (m m0)V| ⑦代人数据求得V i=3 m/s⑧离开滑板时,动量守恒(m m0)v| mv C m o V2⑨将⑧代人⑨得V2=-3 m/s由功能关系可得1 2 1 2 1 2 W ( — mv C m0v2) m m0 v1⑩.2 2 2解得W=480 J3. 某种弹射装置的示意图如图所示,光滑的水平导轨MN右端N处于倾斜传送带理想连接,传送带长度L=15.0m,皮带以恒定速率v=5m/s顺时针转动,三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B C置于水平导轨上, B C之间有一段轻弹簧刚好处于原长,滑块B与轻弹簧连接,C未连接弹簧,B C处于静止状态且离N点足够远,现让滑块A以初速度V0=6m/s 沿B、C 连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起•碰撞时间极短,滑块C脱离弹簧后滑上倾角0 =37的传送带,并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上,已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数卩=0.8重力加速度g=10m/s2, sin37=0.6, cos37°0.8.1滑块A、B碰撞时损失的机械能;2滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q;3若每次实验开始时滑块A的初速度V。

高二物理动量试题答案及解析

高二物理动量试题答案及解析

高二物理动量试题答案及解析1.如图所示,一质量M=2kg的带有弧形轨道的平台置于足够长的水平轨道上,弧形轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上静置一小球B。

从弧形轨道上距离水平轨道高h=0.3m处由静止释放一质量mA=1kg的小球A,小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰,碰后小球A被弹回,且恰好追不上平台。

已知所有接触面均光滑,重力加速度为g=10m/s2。

求小球B的质量。

【答案】3kg【解析】设小球A下滑到水平轨道上时的速度大小为v1,平台水平速度大小为v,由动量守恒律有:由能量守恒定律有mA gh=mAv12+Mv2联立解得:v1=2m/s,v=1m/s小球A、B碰后运动方向相反,设小球A、B的速度大小分别为v1’和v2,由题意知:v1’=1m/s由动量守恒定律得:由能量守恒定律有:联立解得:mB=3kg【考点】动量守恒定律及能量守恒定律.2.如图甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰.小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前后的s-t(位移时间)图象.已知m1=0.1㎏.由此可以判断()A.碰前m2静止,m1向右运动B.碰后m2和m1都向右运动C.m2=0.3kgD.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能【答案】AC【解析】由图象可知m2前2s的位移随时间不变,说明静止,m1想要与m2发生碰撞只能向右运动,所以向右运动为正方向,A项正确;位移时间图象中斜率代表速度,碰后m1的斜率为负值,说明向左运动,所以B项错误;根据图中的斜率可以算出,,,根据动量守恒定律,得出,所以C项正确;碰撞过程中损失的能量为,所以D项错误。

【考点】本题考查了动量守恒定律3.如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向转动,传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面。

一物体以恒定速率v2沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,速度为v2′,则下列说法中正确的是A.只有v1= v2时,才有v2′= v1B.若v1< v2时,则v2′= v1C.若v1> v2时,则v2′= v1D.不管v2多大,总有v2′= v2【答案】B【解析】由于传送带足够长,物体减速向左滑行,直到速度减为零,然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右加速,分三种情况讨论:①如果v1>v2,物体会一直加速,速度大小增大到等于v2时,根据对称性,物体恰好离开传送带,有v′2=v2;②如果v1=v2,物体同样会一直加速,当速度大小增大到等于v2时,物体恰好离开传送带,有v′2=v2;③如果v1<v2,物体会先在滑动摩擦力的作用下加速,当速度增大到等于传送带速度时,物体还在传送带上,之后不受摩擦力,故物体与传送带一起向右匀速运动,有v′2=v1;故B正确,ACD错误.故选B【考点】牛顿第二定律的应用.【名师】本题考查了牛顿第二定律的综合应用问题;解题的关键是对于物体返回的过程分析,物体可能一直加速,也有可能先加速后匀速运动,根据传送带和物体初速度的关系分别进行讨论分析解答;此题是典型题,应熟练掌握.4.一中子与一质量数为A (A>1)的原子核发生弹性正碰.若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A.B.C.D.【答案】A【解析】中子与原子核发生弹性正碰,动量守恒、机械能守恒,根据动量守恒和机械能守恒定律求出碰撞前后中子的速率之比.解:设中子的质量为m,因为发生的是弹性正碰,动量守恒,机械能守恒,规定初速度的方向为正方向,有:mv1=mv2+Amv,联立两式解得:.故A正确,B、C、D错误.故选:A.【点评】解决本题的关键知道弹性碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒,与非弹性碰撞不同,非弹性碰撞机械能不守恒.5.在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速度v水平射入木块而没有穿出,子弹所受阻力可认为恒定。

高中物理动量守恒定律的应用技巧(很有用)及练习题含解析

高中物理动量守恒定律的应用技巧(很有用)及练习题含解析

高中物理动量守恒定律的应用技巧(很有用)及练习题含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律的应用1.如图所示质量为m的物块A在光滑的水平面上以一定的速度向右滑行,质量为2m的圆弧体静止在光滑水平面上,光滑圆弧面最低点与水平面相切,圆弧的半径为R,圆弧所对的圆心角θ=53°,物块滑上圆弧体后,刚好能滑到圆弧体的最高点,重力加速度为g。

求(1)物块在水平面上滑行的速度大小;(2)若将圆弧体锁定,物块仍以原来的速度向右滑行并滑上圆弧体,则物块从圆弧面上滑出后上升到最高点的速度大小及最高点离地面的高度。

【答案】(1)06 5v gR=(2)232 55v gR =66125 h R =【解析】【分析】(1)A、B组成的系统在水平方向动量守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出物块A的速度。

(2)圆弧体固定,物块上滑过程机械能守恒,应用机械能守恒定律可以求出到达圆弧体上端时的速度,离开圆弧体后物块做斜上抛运动,应用运动的合成与分解可以求出到达最高点的速度,应用机械能守恒定律可以求出上升的最大高度。

【详解】(1)物块与圆弧体组成的系统在水平方向动量守恒,物块到达最高点时两者速度相等,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(m+2m)v,由机械能守恒定律得:12m v02=12(m+2m)v2+mgR(1−cosθ),解得:06 5v gR =(2)对物块,由机械能守恒定律得:12m v02=12m v12+mgR(1−cosθ),解得:12 5v gR=物块从圆弧最高点抛出后,在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,物块到达最高点时,物块的速度:v2=v1cosθ=3255gR,由机械能守恒定律得:12m v02=mgh+12m v22,解得:h=66125R ; 【点睛】本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用,分析清楚物体运动过程是解题的前提,应用动量守恒定律、机械能守恒定律即可解题。

高二物理动量定理试题答案及解析

高二物理动量定理试题答案及解析

高二物理动量定理试题答案及解析1.如图所示,篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前,这样做可以A.减小球的动量的变化量B.减小球对手作用力的冲量C.减小球的动量变化率D.延长接球过程的时间来减小动量的变化量【答案】C【解析】由动量定理,而接球时先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前为了延长时间,减小受力,即,也就是减小了球的动量变化率,故C正确。

【考点】动量定理2.在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M="0.6" kg,m="0.2" kg的两个小球,中间夹着一个被压缩的具有E="10.8" J弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不相连),原来处于静止状态.现突然p释放弹簧,球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R="0.425" m的竖直放置的光滑半圆形轨道,如图所示.g取10 m/s2.则下列说法正确的是:A.球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4 N·sB.M离开轻弹簧时获得的速度为9m/sC.若半圆轨道半径可调,则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小D.弹簧弹开过程,弹力对m的冲量大小为1.8 N·s【答案】AD【解析】据题意,由动量守恒定律可知:,即,又据能量守恒定律有:,求得,则弹簧对小球冲量为:,故选项B错误而选项D正确;球从A到B速度为:,计算得到:,则从A到B过程合外力冲量为:,故选项A正确;半径越大,飞行时间越长,而小球的速度越小,水平距离不一定越小,故选项C错误。

【考点】本题考查动量守恒定律、能量守恒定律和动量定理。

距离的B处放有一3.(10分). “┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与小物体都静止,试求:(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v多大?1(2)若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的,碰撞时间极短,则碰撞后滑板速度多大?(均指对地速度)(3)若滑板足够长,小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?【答案】(1) (2) (3)【解析】(1)对物体,根据动能定理,有,得′;滑板的速度为v,(2)物体与滑板碰撞前后动量守恒,设物体第一次与滑板碰后的速度为v1则.若,则,因为,不符合实际,故应取,则.(3)在物体第一次与A壁碰后到第二次与A壁碰前,物体做匀变速运动,滑板做匀速运动,在这段时间内,两者相对于水平面的位移相同.∴即.对整个过程运用动能定理得;电场力做功.【考点】考查动量守恒定律和动能定理在碰撞问题中的综合应用.4.一个小钢球竖直下落,落地时动量大小为0.5 kg·m/s,与地面碰撞后又以等大的动量被反弹。

动量守恒定律的应用之碰撞问题(解析版)

动量守恒定律的应用之碰撞问题(解析版)

动量守恒定律的应用之碰撞问题1.分析碰撞问题的三个依据(1)动量守恒,即p 1+p 2=p 1′+p 2′。

(2)动能不增加,即E k1+E k2≥E k1′+E k2′或p 212m 1+p 222m 2≥p 1′22m 1+p 2′22m 2。

(3)速度要合理①碰前两物体同向,则v 后>v 前;碰后,原来在前的物体速度一定增大,且v 前′≥v 后′。

②两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变。

2.弹性碰撞的规律两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒。

以质量为m 1,速度为v 1的小球与质量为m 2的静止小球发生正面弹性碰撞为例,则有m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′①12m 1v 21=12m 1v 1′2+12m 2v 2′2② 由①②得v 1′=(m 1-m 2)v 1m 1+m 2 v 2′=2m 1v 1m 1+m 2结论:(1)当m 1=m 2时,v 1′=0,v 2′=v 1,两球碰撞后交换了速度。

(2)当m 1>m 2时,v 1′>0,v 2′>0,并且v 1′<v 2′,碰撞后两球都向前运动。

(3)当m 1<m 2时,v 1′<0,v 2′>0,碰撞后质量小的球被反弹回来。

【典例1】 两个小球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线运动,其动量大小分别为5 kg·m/s 和7 kg·m/s ,发生碰撞后小球B 的动量大小变为10 kg·m/s ,由此可知:两小球的质量之比可能为( )A.m A m B=1 B.m A m B =12 C.m A m B =15D.m A m B =110 【答案】C(-5)22m A +722m B ≤1222m A +(-10)22m B。

(2)设A 、B 两小球同向运动而发生碰撞,且A 球在前,B 球在后,取两小球碰前的运动方向为参考正方向,即p A 0=5 kg·m/s ,p B 0=7 kg·m/s 。

高二物理动量守恒定律试题

高二物理动量守恒定律试题

高二物理动量守恒定律试题1. 如图所示,两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上,有一人静止站在A 车上,两车静止.若这个人自A 车跳到B 车上,接着又跳回A 车,静止于A 车上,则A 车的速率A .等于零B .小于B 车的速率C .大于B 车的速率D .等于B 车的速率【答案】B【解析】设人的质量为m ,小车的质量均为M ,人来回跳跃后人与A 车的速度为,B 车的速度为,根据题意知,人车组成的系统水平方向动量守恒.有题意有:,人来回跳跃后的总动量,由动量守恒得,其中负号表示v 1、v 2的方向相反,故小车A的速率小于小车B 的速率,选项B 正确。

【考点】考查了动量守恒定律的应用2. 如图所示,两个小球A 、B 在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为m A =4 kg ,m B =2 kg ,速度分别是v A =3 m/s(设为正方向),v B =-3 m/s.则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )A .v A ′=1 m/s ,vB ′=1 m/s B .v A ′=4 m/s ,v B ′=-5 m/sC .v A ′=2 m/s ,v B ′=-1 m/sD .v A ′=-1 m/s ,v B ′=-5 m/s 【答案】A【解析】两球碰撞过程系统动量守恒,碰撞过程中系统机械能不可能增加,碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能;同时,碰撞后A 球速度不大于B 球的速度. 碰前系统总动量为,碰前总动能为;若,则系统动量守恒,动能3J ,碰撞后A 球速度不大于B 球的速度,符合,故A 可能; 若,则系统动量守恒,动能大于碰撞前,不符合题意,故B 不可能; 若,则系统动量守恒,但不符合碰撞后A 球速度不大于B 球的速度,故C 不可能; 若,则系统动量不守恒,D 不可能。

【考点】考查了动量守恒定律的应用3. (10分) 质量分别为m 1和m 2的甲、乙两小球碰撞后在同一直线上运动,它们碰撞前、后的图象如图 (a)和图 (b)所示。

专题14 动量守恒定律(解析版)

专题14 动量守恒定律(解析版)

高二物理寒假作业(章节补弱+自测提高)专题14 动量守恒定律1.《加油向未来》是中央电视台推出的科学实验节目。

在某期节目中有这样一个实验,主持人撒贝宁手拿两个球,使两个球的球心在一条竖直线上,从h 高处由静止释放,观察小球弹起的高度。

假设h 远大于两球的半径,下面篮球的质量是上面小球的3倍,所有碰撞皆为弹性碰撞,且碰撞时间极短,不考虑空气阻力的影响。

则小球弹起的高度为( )A .4hB .3hC .2hD .h【答案】A【详解】设上面小球的质量为m ,则下面篮球的质量为3m ,两球自由下落h 时的速度均为v 地后速度瞬间反向,大小不变,碰撞后小球、篮球的速度分别为v 1、v 2,以向上为正方向,由动量守恒及能量守恒分别可得1233mv mv mv mv -=+;22212111(3)3222m m v mv mv +=⋅+⋅联立解得1v =度为2142v H h g==,A 正确。

故选A 。

2.如图甲所示,物块A 、B 的质量分别是A 4.0kg m =和 3.0kg m =,用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B 右侧与竖直墙壁相接触,另有一物块C 从0=t 时以一定速度向右运动在4s t =时与物块A 相碰,并立即与A 粘在一起不再分开,物块C 的v t -图象如图乙所示,墙壁对物块B 的弹力在4s 到12s 的时间内对B 的冲量I 的大小( )A .9N ·sB .18N ·sC .36N ·sD .72N ·s【答案】C 【详解】结合图乙,对C 与A 碰撞前后用动量守恒定律()001C C m v m m v =+碰撞后,AC 整体一起压缩弹簧,以向右为正方向,对A 、B 、C 及弹簧系统由动量定理可得()()()()11243N s 243N s 36N s C A C A I m m v m m v =-+-+=-+⨯⋅-+⨯⋅=-⋅弹即墙壁对A 、B 、C 及弹簧系统的冲量大小为36N s ⋅,由于墙壁的弹力作用在B 上,所以墙壁的弹力对B 的冲量大小为36N s ⋅,故C 正确。

  1. 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. 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. 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)。

动量守恒定律的应用 典型例题解析
【例1】 如图53-1所示,质量相同的两木块从同一高度同时开始自由下落,至某一位置时A 被水平飞来的子弹击中(未穿出),则A 、B 两木块的落地时间t A 、t B 的比较,正确的是
[ ]
A .t A =t B
B .t A >t B
C .t A <t B
D .无法判断
解析:正确答案为B
点拨:子弹与木块A 作用过程中,在水平方向的总动量守恒,在竖直方向上由于满足子弹与木块作用力的冲量远大于重力的冲量,所以在竖直方向上总动量也守恒,取向下为正有:m A v A =(m A +m)v ′A y ,显
然′=<,即由于子弹的射入,使木块在极短的时间v y v v A A A
A m m m A A 内竖直方向的速度由v A 减小到v ′A y ,因而使得它比木块
B 迟到达地面.
【例2】 A 、B 两辆车在光滑的水平面上相向滑行,A 车的总质量m A
=1000kg,B车的总质量m B=500kg,当各自从对方的侧旁相遇而过时,各自把m=50kg的重物转移到对方的车上,结果A车停止运动,B车以v B′=8.5m/s的速度继续按原方向前进,求A、B两车原来的速度大小.
解析:设A、B两车原来的速度大小为v A和v B,以B车的运动方向为正.对A、B两车这一系统,总动量守恒,m B v B-m A v A=m A·0+m B v B′,500v B -1000v A=500×8.5.
对B车(除要移动的50kg)和从A车上移入的重物为系统,总动量守恒(m B-m)v B-mv A=m B v B′,(500-50)v B-50v A=500×8.5.解得v A=0.5m/s,v B=9.5m/s.
点拨:应用动量守恒定律时,灵活地选取研究对象作为系统是解题必须具备的能力,本例若选取A车(不包括要移动的50kg)和从B车上移入的重物为系统,则有mv B-(m A-m)v A=0,50v B-(1000-50)v A=0,在这三次选取的系统中,只要选取三次中的任意两次便可得到问题的解.【例3】将质量为m的铅球以大小为v0,沿仰角为θ的方向抛入一个装着砂子的总质量为M的静止砂车中,如图53-2所示,设车与地面间的摩擦可忽略,则球落入砂车后,车的速度多大?
点拨:对铅球和砂车所组成的系统,在相互作用过程中,总动量不守恒,因为铅球进入砂车后竖直方向的动量减为零,但系统在水平方向不受外力作用,在水平方向总动量守恒.
【例4】 如图53-3所示,质量为m 的玩具蛙蹲在质量为M 的小车上的细杆顶端,小车与地面的接触光滑,车长为l ,细杆高h ,直立于小车的中点,求玩具蛙至少以多大的对地水平速度跳出才能落到地面上?
点拨:将玩具蛙和小车作为系统,蛙在跳离车的过程中,系统水平方向的总动量守恒,蛙离开杆后,作平抛运动,小车作向后匀速直线运动,在蛙下降高度h 的过程中,车通过的距离与蛙在水平方向通过的距离之和等于l/2时,蛙恰能落到地面上.
参考答案
例=
θ;方向水平向右例=3 v 4v m mv M m M M m g h
022cos ()++l
跟踪反馈
1.一只小船停止在湖面上,一个人从小船的一端走到另一端,不计水的阻力,下列说法正确的是
[ ]
A .人在船上行走时,人对船的冲量比船对人的冲量小,所以人走得
快,船后退得慢.
B.人在船上行走时,人和船的动量等值反向,由于人的质量较小,所以人走得快,船后退得慢.
C.当人停止走动时,因船的惯性大,所以船将继续后退.
D.当人停止走动时,因总动量守恒,所以船将停止后退.2.斜面上一只质量为M的砂箱沿斜面匀速下滑,质量为m的小球从砂箱的上方轻轻地放入砂箱,随后小球与砂箱相对静止,则小球和砂箱这一系统的运动情况是
[ ]
A.立即停止运动
B.减速下滑,直至逐渐停止运动
C.加速下滑
D.仍匀速下滑,但下滑的速度减小
3.在水平轨道上有一门大炮,炮身质量M=2000kg,炮弹质量m=10kg,炮弹以对地速度v=800m/s,与水平方向成α=60°的夹角斜向上飞出炮口,则由于发射这颗炮弹,炮身获得的反冲速度大小为_______m/s.4.质量为100kg的甲车连同质量为50kg的人一起以2m/s的速度在光滑的水平面上向前运动,质量为150kg的乙车以7m/s的速度由后面追来,为避免相撞,当两车接近时甲车上的人至少应以多大的对地水平速度跳上乙车?
参考答案
1.BD 2.D 3.2m/s 4.3m/s;方向与原方向相同。

相关文档
最新文档