資源簡(jiǎn)介 (共90張PPT)現(xiàn)代文閱讀Ⅰ把握共性之“新” 打通應(yīng)考之“脈”第一章 動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律第四節(jié) 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.理解動(dòng)量守恒定律并會(huì)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題.2.知道什么是反沖運(yùn)動(dòng),了解它在實(shí)際中的簡(jiǎn)單應(yīng)用.3.了解火箭的飛行原理和主要用途.必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備1.反沖(1)定義:如果一個(gè)____的物體在____的作用下分裂成兩個(gè)部分,一部分向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng),另一部分必然向____方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象.(2)特點(diǎn):作用時(shí)間____,一般都滿足內(nèi)力______外力,故可用____________處理.靜止內(nèi)力相反極短遠(yuǎn)大于動(dòng)量守恒定律2.火箭(1)原理:火箭的發(fā)射過(guò)程是一個(gè)____運(yùn)動(dòng).(2)影響火箭速度的因素:火箭噴出的燃料速度越__,噴出的燃料質(zhì)量與火箭質(zhì)量之比越__,則火箭獲得的速度越__.反沖大大大1.思考判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).(1)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,動(dòng)量不一定守恒. ( )(2)只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力,動(dòng)量不可能守恒. ( )(3)只要系統(tǒng)所受合外力做功為0,系統(tǒng)動(dòng)量就守恒. ( )(4)一切反沖現(xiàn)象都是有益的. ( )√×××2.運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開(kāi)始工作后,火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是( )A.燃料推動(dòng)空氣,空氣的反作用力推動(dòng)火箭B.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用力將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出,氣體的反作用力推動(dòng)火箭C.火箭吸入空氣,然后向后排出,空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭D.火箭燃料燃燒發(fā)熱,加熱周圍空氣,空氣膨脹推動(dòng)火箭√B [火箭的工作原理是利用反沖運(yùn)動(dòng),是火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵鍪够鸺@得反沖速度,故B正確.]3.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為M的木箱靜止在光滑水平面上,木箱內(nèi)粗糙的水平底板上放著一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊.現(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0,小木塊與木箱內(nèi)壁將來(lái)回碰撞,求小木塊和木箱最終速度大小.[解析] 木箱與小木塊組成的系統(tǒng)水平方向不受外力,故系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,最終兩者以相同的速度一起向右運(yùn)動(dòng),取v0的方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律有Mv0=(M+m)v,解得v=[答案] 關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成在光滑的水平面上有一輛平板車,一個(gè)人站在車上用大錘敲打車的左端,如圖所示.(1)人和大錘組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒嗎?(2)在連續(xù)敲打下,這輛車能否持續(xù)地向右運(yùn)動(dòng)?提示:(1)以人和大錘組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象時(shí),人受到平板車施加的摩擦力, 系統(tǒng)所受合外力不為零, 動(dòng)量不守恒.水平面光滑,以人、大錘和平板車為系統(tǒng),動(dòng)量守恒.(2)當(dāng)把錘頭打下去時(shí),錘頭向右擺動(dòng),系統(tǒng)總動(dòng)量要為零,車就向左運(yùn)動(dòng);舉起錘頭時(shí),錘頭向左運(yùn)動(dòng),車就向右運(yùn)動(dòng).用錘頭連續(xù)敲擊時(shí),車只是左右運(yùn)動(dòng),一旦錘頭不動(dòng),車就會(huì)停下來(lái),所以車不能持續(xù)向右運(yùn)動(dòng).考點(diǎn)1 動(dòng)量守恒定律的理解及應(yīng)用1.研究對(duì)象:相互作用的物體組成的系統(tǒng)(1)系統(tǒng):相互作用的幾個(gè)物體所組成的整體.(2)內(nèi)力:系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力.(3)外力:系統(tǒng)外其他物體對(duì)系統(tǒng)的作用力.2.對(duì)“系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變”的四點(diǎn)理解(1)系統(tǒng)的總動(dòng)量指系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量的矢量和.(2)總動(dòng)量保持不變指的是大小和方向始終不變.(3)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變,但系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動(dòng)量可能在不斷變化.(4)系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中任意兩個(gè)時(shí)刻的總動(dòng)量都相等,不能誤認(rèn)為只是初、末兩個(gè)狀態(tài)的總動(dòng)量相等.3.動(dòng)量守恒定律的四個(gè)特性(1)矢量性:動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是一個(gè)矢量關(guān)系式,對(duì)作用前后物體的運(yùn)動(dòng)方向都在同一直線上的問(wèn)題,要選取一個(gè)正方向,凡與正方向相同的動(dòng)量取正值,與正方向相反的動(dòng)量取負(fù)值,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.(2)相對(duì)性:應(yīng)用動(dòng)量守恒定律列方程時(shí),各物體的速度和動(dòng)量必須相對(duì)于同一參考系,通常以地面為參考系.(3)同時(shí)性:動(dòng)量是狀態(tài)量,動(dòng)量守恒反映的是系統(tǒng)某兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)量是相同的,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題一定要注意同一時(shí)刻的動(dòng)量才能相加,不是同一時(shí)刻的動(dòng)量不能相加.(4)普遍性:動(dòng)量守恒定律不僅適用于兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng),不僅適用于低速宏觀物體組成的系統(tǒng),也適用于高速微觀粒子組成的系統(tǒng).4.動(dòng)量守恒定律成立條件的四種情況(1)系統(tǒng)不受外力作用,這是一種理想化的情形,如宇宙中兩星球的碰撞,微觀粒子間的碰撞都可視為這種情形.(2)系統(tǒng)受外力作用,但所受合外力為零.像光滑水平面上兩物體的碰撞就是這種情形.(3)系統(tǒng)受外力作用,但當(dāng)系統(tǒng)所受的外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)各物體間的內(nèi)力時(shí),系統(tǒng)的總動(dòng)量近似守恒.例如,拋出去的手榴彈在空中爆炸的瞬間,彈片所受火藥爆炸時(shí)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于其重力,重力完全可以忽略不計(jì),系統(tǒng)的動(dòng)量近似守恒.(4)系統(tǒng)受外力作用,所受的合外力不為零,但在某一方向上合外力為零(或某一方向上內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力),則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒.【典例1】 (多選)下列四幅圖所反映的物理過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒的是( )√√AC [A選項(xiàng)圖中,在光滑水平面上,子彈射入木塊的過(guò)程中,子彈與木塊組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力,豎直方向上所受合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故A正確;B選項(xiàng)圖中,剪斷細(xì)線,彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中,墻壁對(duì)木塊有作用力,系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故B錯(cuò)誤;C選項(xiàng)圖中,木球與鐵球組成的系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故C正確;D選項(xiàng)圖中,木塊下滑過(guò)程中,斜面始終受擋板的作用力,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故D錯(cuò)誤.][跟進(jìn)訓(xùn)練]1.(多選)如圖所示,小車與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上,現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱.關(guān)于上述過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是( )A.男孩與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量不同√√CD [在男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱的過(guò)程中,男孩與木箱組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故A錯(cuò)誤;小車與木箱組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故B錯(cuò)誤;男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故C正確;木箱、男孩、小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量大小相等、方向相反,木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量不相同,故D正確.故選CD.]【典例2】 如圖所示,水平光滑地面上依次放置著質(zhì)量m=0.08 kg的10塊完全相同的長(zhǎng)直木板.一質(zhì)量M=1.0 kg、大小可忽略的小銅塊以初速度v0=6.0 m/s從長(zhǎng)木板左側(cè)滑上木板,當(dāng)銅塊滑離第一塊木板時(shí),速度大小為v1=4.0 m/s,銅塊最終停在第二塊木板上(g取10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).求:(1)第一塊木板的最終速度;(2)銅塊的最終速度.[思路點(diǎn)撥] (1)第(1)問(wèn)中要求第一塊木板的最終速度,應(yīng)該選取銅塊滑上第一塊木板到滑上第二塊木板這一個(gè)過(guò)程進(jìn)行研究.(2)第(2)問(wèn)則應(yīng)以銅塊和除第一塊木板之外的9塊木板組成研究系統(tǒng).[解析] (1)銅塊和10個(gè)長(zhǎng)木板在水平方向上不受外力,所以系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)銅塊剛滑到第二塊木板上時(shí),木板的速度為v2,由動(dòng)量守恒定律得Mv0=Mv1+10mv2得v2=2.5 m/s,方向與銅塊初速度方向相同.(2)由題可知銅塊最終停在第二塊木板上,設(shè)最終速度為v3,由動(dòng)量守恒定律得Mv1+9mv2=(M+9m)v3得v3≈3.4 m/s,方向與銅塊初速度方向相同.[答案] (1)2.5 m/s,方向與銅塊初速度方向相同(2)3.4 m/s,方向與銅塊初速度方向相同規(guī)律方法 應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的基本步驟(1)合理地選取研究對(duì)象,明確系統(tǒng)是由哪幾個(gè)物體組成的.(2)分析系統(tǒng)的受力情況,分清內(nèi)力和外力,判斷系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒.(3)確定所研究的作用過(guò)程.選取的過(guò)程應(yīng)包括系統(tǒng)的已知狀態(tài)和未知狀態(tài),通常為初態(tài)到末態(tài)的過(guò)程,這樣才能列出對(duì)解題有用的方程.(4)對(duì)于物體在相互作用前后運(yùn)動(dòng)方向都在一條直線上的問(wèn)題,設(shè)定正方向,各物體的動(dòng)量方向可以用正、負(fù)號(hào)表示.(5)建立動(dòng)量守恒方程,代入已知量求解.[跟進(jìn)訓(xùn)練]2.質(zhì)量為2 kg的小車以2 m/s的速度沿光滑的水平面向右運(yùn)動(dòng),若將質(zhì)量為0.5 kg的沙袋以3 m/s的水平速度迎面扔上小車,則沙袋與小車一起運(yùn)動(dòng)的速度的大小和方向是( )A.1.0 m/s,向右 B.1.0 m/s,向左C.2.2 m/s,向右 D.2.2 m/s,向左√A [選向右為正方向,則小車和沙袋組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒,有m車v車-m沙v沙=(m車+m沙)v,解得 v=1.0 m/s, 方向向右,故A正確.]考點(diǎn)2 反沖運(yùn)動(dòng)1.反沖運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng).(2)反沖運(yùn)動(dòng)中,相互作用的內(nèi)力一般情況下遠(yuǎn)大于外力,所以可以用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理.(3)反沖運(yùn)動(dòng)中,由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,所以系統(tǒng)的總動(dòng)能增加.2.反沖運(yùn)動(dòng)中的三類問(wèn)題(1)相對(duì)速度問(wèn)題:在討論反沖運(yùn)動(dòng)時(shí),有時(shí)給出的速度是相互作用的兩物體的相對(duì)速度.由于動(dòng)量守恒定律中要求的速度為對(duì)同一參考系的速度(通常為對(duì)地的速度),應(yīng)先將相對(duì)速度轉(zhuǎn)換成對(duì)地速度后,再列動(dòng)量守恒定律方程.(2)變質(zhì)量問(wèn)題:在討論反沖運(yùn)動(dòng)時(shí),還常遇到變質(zhì)量物體的運(yùn)動(dòng),如在火箭的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,隨著燃料的消耗,火箭本身的質(zhì)量不斷減小,此時(shí)必須取火箭本身和在相互作用的短時(shí)間內(nèi)噴出的所有氣體為研究對(duì)象,對(duì)相互作用的這個(gè)過(guò)程進(jìn)行研究.(3)“人船模型”問(wèn)題:①人船模型中的動(dòng)力學(xué)規(guī)律:由于組成系統(tǒng)的兩物體受到大小相等、方向相反的一對(duì)力,故兩物體速度或位移大小與質(zhì)量成反比,方向相反.這類問(wèn)題的特點(diǎn)是:兩物體同時(shí)運(yùn)動(dòng),同時(shí)停止.即人動(dòng)船動(dòng),人靜船靜,人快船快,人慢船慢,人左船右.②動(dòng)量規(guī)律:任意時(shí)刻的系統(tǒng)總動(dòng)量為零,兩物體的動(dòng)量總是大小相等、方向相反,因此瞬時(shí)速度v1和v2的大小都與各物體的質(zhì)量成反比,所以全過(guò)程的平均速度大小也與質(zhì)量成反比,即有m1-m2=0.③位移規(guī)律:如果兩物體相互作用的時(shí)間為t,在這段時(shí)間內(nèi)兩物體的位移大小分別為s1和s2,則有m1-m2=0,即m1s1=m2s2.【典例3】 [鏈接教材P19例題]一火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出m=200 g的氣體,氣體噴出時(shí)相對(duì)于地面的速度v=1 000 m/s,設(shè)火箭質(zhì)量M=300 kg,發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴氣20次.(1)當(dāng)?shù)谌螝怏w噴出后,火箭的速度為多大?(2)第1 s末,火箭的速度為多大?[思路點(diǎn)撥] (1)火箭和氣體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒.(2)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律求解時(shí),注意系統(tǒng)內(nèi)部質(zhì)量變化關(guān)系.(3)每噴出一次氣體列一次方程,找出對(duì)應(yīng)規(guī)律分步求解.[解析] 解法一 (1)噴出氣體的運(yùn)動(dòng)方向與火箭的運(yùn)動(dòng)方向相反,氣體和火箭組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒.設(shè)第一次氣體噴出后火箭速度大小為v1,有(M-m)v1-mv=0,所以v1=設(shè)第二次氣體噴出后火箭速度大小為v2,有(M-2m)v2-mv=(M-m)v1,所以v2=設(shè)第三次氣體噴出后火箭速度大小為v3,有(M-3m)v3-mv=(M-2m)v2所以v3== m/s≈2 m/s.(2)設(shè)第n次氣體噴出后火箭速度大小為vn,由上面推導(dǎo)可知,有(M-nm)vn-mv=[M-(n-1)m]vn-1所以vn=因?yàn)槊棵雵姎?0次,所以第1 s末火箭速度為v20== m/s≈13.5 m/s.解法二 選取整體為研究對(duì)象,運(yùn)用動(dòng)量守恒定律求解.(1)設(shè)噴出三次氣體后火箭的速度大小為v3,以火箭和三次噴出的氣體為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,得(M-3m)v3-3mv=0所以v3=≈2 m/s.(2)以火箭和20次噴出的氣體為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有(M-20m)v20-20mv=0所以v20=≈13.5 m/s.[答案] (1)2 m/s (2)13.5 m/s規(guī)律方法 處理反沖運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)注意質(zhì)量變化關(guān)系和發(fā)生相互作用引起的動(dòng)量變化關(guān)系.(2)注意速度是相對(duì)地面的還是相對(duì)作用對(duì)象的.(3)若噴出氣體的速度是相對(duì)地面且恒定的,多次噴出氣體與一次噴出氣體(其質(zhì)量為多次噴出氣體質(zhì)量的總和)是等效的.【教用·備選例題】如圖所示,用火箭發(fā)射人造衛(wèi)星,假設(shè)最后一節(jié)火箭的燃料用完后,火箭殼體和衛(wèi)星一起以速度v=7.0×103 m/s繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知衛(wèi)星質(zhì)量M=500 kg,最后一節(jié)火箭殼體的質(zhì)量m=100 kg,某時(shí)刻火箭殼體與衛(wèi)星分離,分離時(shí)衛(wèi)星與火箭殼體沿軌道切線方向的相對(duì)速度u=1.8×103 m/s,試分析計(jì)算:(1)分離后衛(wèi)星的速度是多大?(2)火箭殼體的速度是多大?(以地面為參考系)[解析] 設(shè)分離時(shí)衛(wèi)星速度方向?yàn)檎较颍蛛x后衛(wèi)星的速度為v1,火箭殼體的速度為v2.由動(dòng)量守恒,有(m+M)v=mv2+Mv1,由題意可知v1-v2=u,聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)值,解得v1=7.3×103 m/s,v2=5.5×103 m/s.[答案] (1)7.3×103 m/s (2)5.5×103 m/s[跟進(jìn)訓(xùn)練]訓(xùn)練角度1 反沖應(yīng)用3.(多選)如圖所示,船靜止在平靜的水面上,船前艙有一抽水機(jī)把前艙的水均勻地抽往后艙,不計(jì)水的阻力,下列說(shuō)法正確的是( )A.若前、后艙是分開(kāi)的,則前艙將向后運(yùn)動(dòng)B.若前、后艙是分開(kāi)的,則前艙將向前運(yùn)動(dòng)C.若前、后艙不分開(kāi),則船將一直向前運(yùn)動(dòng)D.若前、后艙不分開(kāi),則船不能持續(xù)向前運(yùn)動(dòng)√√BD [若前、后艙是分開(kāi)的,前艙及前艙的水為一個(gè)系統(tǒng),不計(jì)水的阻力,則系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒,靜止時(shí)動(dòng)量為零,當(dāng)有一部分水向后運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)動(dòng)量守恒,前艙速度方向向前,A錯(cuò)誤,B正確;若前、后艙不分開(kāi),則整個(gè)船及前艙的水為一個(gè)系統(tǒng),初狀態(tài)時(shí)動(dòng)量為零,系統(tǒng)在水平方向上合外力為零,根據(jù)動(dòng)量守恒,整體重心在水平方向靜止不動(dòng),而因水存在向后的位移,故船會(huì)向前移動(dòng)一點(diǎn),但無(wú)法持續(xù),C錯(cuò)誤,D正確.]訓(xùn)練角度2 人船模型4.有一只小船停靠在湖邊碼頭,小船又窄又長(zhǎng)(重一噸左右).一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略測(cè)定它的質(zhì)量,他進(jìn)行了如下操作:首先將船平行于碼頭自由停泊,輕輕從船尾上船,走到船頭停下,而后輕輕下船.用卷尺測(cè)出船后退的距離d,然后用卷尺測(cè)出船長(zhǎng)L.已知他的自身質(zhì)量為m,水的阻力不計(jì),船的質(zhì)量為( )A. B.C. D.√B [設(shè)人走動(dòng)的時(shí)候船的平均速度大小為v,人的平均速度大小為v′,人從船頭走到船尾用時(shí)為t,人的位移為L(zhǎng)-d,船的位移為d,所以v=,v′=根據(jù)動(dòng)量守恒有Mv-mv′=0,可得M=m,小船的質(zhì)量為M=,故B正確.]學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)1.(多選)下列所描述的事例或應(yīng)用中,利用反沖原理的是( )A.噴灌裝置的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)B.章魚(yú)在水中前行和轉(zhuǎn)向C.吹足氣的氣球由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)D.碼頭邊輪胎的保護(hù)√√√ABC [噴灌裝置的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)是利用水流噴出時(shí)的反沖作用而運(yùn)動(dòng)的,故屬于反沖運(yùn)動(dòng);章魚(yú)在水中前行和轉(zhuǎn)向是利用噴出的水的反沖作用;吹足氣的氣球由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)是利用噴氣的方式而獲得動(dòng)力,利用了反沖原理;碼頭邊的輪胎的作用是延長(zhǎng)碰撞時(shí)間,從而減小作用力,不是利用反沖原理.故選ABC.]2.如圖所示的裝置中,水平桌面光滑,子彈A沿水平方向射入木塊B后留在木塊內(nèi),將彈簧壓縮到最短.現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對(duì)象(系統(tǒng)),則此系統(tǒng)在從子彈開(kāi)始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過(guò)程中( )A.動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒B.動(dòng)量不守恒,機(jī)械能不守恒C.動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒D.動(dòng)量不守恒,機(jī)械能守恒√B [在彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,受到墻對(duì)彈簧向右的作用力,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒;子彈射入木塊的過(guò)程中有動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機(jī)械能不守恒.故B正確.]3.一炮艇總質(zhì)量為M,以速度v0勻速行駛,從艇上以相對(duì)海岸的水平速度v沿前進(jìn)方向射出一質(zhì)量為m的炮彈,發(fā)射炮彈后艇的速度為v′,若不計(jì)水的阻力,則下列各關(guān)系式正確的是( )A.Mv0=(M-m)v′+mvB.Mv0=(M-m)v′+m(v+v0)C.Mv0=(M-m)v′+m(v+v′)D.Mv0=Mv′+mv√A [以炮彈m和艇(M-m)為系統(tǒng),系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則有Mv0=(M-m)v′+mv.]4.(源自人教版教材改編)質(zhì)量為m的煙花彈升到距離地面最大高度為h處爆炸成質(zhì)量相等的兩部分,兩炸片同時(shí)落地后相距L,則煙花彈爆炸使兩炸片增加的總機(jī)械能為(重力加速度為g)( )A.mgh B.C. D.√B [設(shè)煙花彈爆炸后瞬間兩炸片的速度分別為v1、v2,由動(dòng)量守恒定律有0=v1+v2,可得v1=-v2,設(shè)兩炸片爆炸后瞬間的速度大小均為v,根據(jù)題述,可知兩炸片均做平拋運(yùn)動(dòng),有2vt=L,h=gt2,又ΔE=,解得ΔE=,故B正確.]5.小車靜置在光滑水平面上,站在車上的人練習(xí)打靶,人站在車的一端,靶固定在車的另一端,槍離靶的距離為d,如圖所示.已知車、人、靶和槍的總質(zhì)量為M(不包括子彈),每發(fā)子彈質(zhì)量為m,共n發(fā),每發(fā)子彈擊中靶后,就留在靶內(nèi),且待前一發(fā)擊中靶后,再打下一發(fā).打完n發(fā)子彈后,小車移動(dòng)的距離為多少?[解析] 子彈、車、人、靶和槍組成的系統(tǒng)水平方向不受外力作用,動(dòng)量守恒;射擊前系統(tǒng)總動(dòng)量為零,子彈射入靶后總動(dòng)量也為零,說(shuō)明子彈向右勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),車向左勻速運(yùn)動(dòng).每發(fā)射一發(fā)子彈,車后退一段距離.每發(fā)射一發(fā)子彈時(shí),子彈動(dòng)量為mv,由動(dòng)量守恒定律有0=mv-[M+(n-1)m]v′即mv=[M+(n-1)m]v′設(shè)每發(fā)射一發(fā)子彈車后退x,則子彈相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的距離是(d-x),由動(dòng)量守恒定律有m=[M+(n-1)m]解得x=,則打完n發(fā)子彈后車共移動(dòng)s=[答案] 回顧本節(jié)內(nèi)容,自主完成以下問(wèn)題:1.動(dòng)量守恒需滿足什么條件?提示:系統(tǒng)合外力為零或不受外力.2.反沖運(yùn)動(dòng)為什么動(dòng)量也守恒?提示:相互作用力遠(yuǎn)大于外力,近似動(dòng)量守恒.3.影響火箭發(fā)射速度的兩個(gè)因素?提示:噴氣速度和燃料占整體的質(zhì)量比.題號(hào)135246879101112?考點(diǎn)一 動(dòng)量守恒定律的理解及應(yīng)用1.下列幾種現(xiàn)象中,所選系統(tǒng)動(dòng)量守恒的有( )A.原來(lái)靜止在光滑水平面上的車,從水平方向跳上一個(gè)人,人和車組成的系統(tǒng)B.運(yùn)動(dòng)員將鉛球從肩窩開(kāi)始加速推出,以運(yùn)動(dòng)員和鉛球組成的系統(tǒng)課時(shí)分層作業(yè)(二) 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用13題號(hào)135246879101112C.從高空自由落下的重物落在靜止于地面上的車廂中,以重物和車廂組成的系統(tǒng)D.光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一個(gè)物體沿斜面滑下,以重物和斜面組成的系統(tǒng)題號(hào)13524687910111213A [原來(lái)靜止在光滑水平面上的車,從水平方向跳上一個(gè)人,人和車為系統(tǒng),所受合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故A正確;其他三項(xiàng),系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故B、C、D錯(cuò)誤.]2.(多選)(源自人教版教材改編)火箭飛行時(shí),在極短時(shí)間Δt內(nèi)噴射燃?xì)獾馁|(zhì)量是Δm,噴出的燃?xì)庀鄬?duì)噴氣前火箭的速度大小是u,噴出燃?xì)夂蠡鸺馁|(zhì)量是m,不考慮火箭受到的萬(wàn)有引力,下列說(shuō)法正確的是( )A.火箭的發(fā)射利用了反沖原理B.噴出燃?xì)鈺r(shí),火箭受到的推力為C.噴出燃?xì)夂螅鸺膭?dòng)量變化量大小為ΔmuD.火箭噴出燃?xì)獾馁|(zhì)量與火箭本身質(zhì)量之比越小,火箭增加的速度Δv就越大題號(hào)135246879101112√題號(hào)13524687910111213√AC [火箭的發(fā)射利用了反沖原理,A正確;設(shè)火箭噴氣前的速度為v,噴氣后火箭的速度v′,則噴出的氣體對(duì)地的速度為u-v,設(shè)火箭運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍鸺蛧姵龅臍怏w間的作用力大小為F,則對(duì)噴出的氣體,根據(jù)動(dòng)量定理有-FΔt=-Δm(u-v)-Δmv,可得火箭受到的推力為,B錯(cuò)誤;由動(dòng)量守恒定律有(m+Δm)v=-Δm(u-v)+mv′,噴出燃?xì)夂螅鸺膭?dòng)量變化量大小為Δp=mv′-mv=Δmu,C正確;由上式可得v′=u+v,故火箭速度的增加量Δv=v′-v=u,即火箭噴出燃?xì)獾馁|(zhì)量與火箭本身質(zhì)量之比越小,火箭增加的速度Δv就越小,D錯(cuò)誤.]題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112133.如圖所示,用細(xì)線掛一質(zhì)量為M的木塊,有一質(zhì)量為m的子彈自左向右水平射穿此木塊,穿透前后子彈的速度分別為v0和v(設(shè)子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間和空氣阻力不計(jì)),木塊的速度大小為( )A. B.C. D.題號(hào)135246879101112√題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213B [根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv0=mv+Mv′,得v′=,故選B.]4.如圖所示,光滑圓槽的質(zhì)量為M,靜止在光滑的水平面上,其內(nèi)表面有一小球被細(xì)線吊著恰位于槽的邊緣處,如果將線燒斷,則小球滑到另一邊的最高點(diǎn)時(shí),圓槽的速度為( )A.0 B.向左C.向右 D.無(wú)法確定題號(hào)135246879101112√題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213A [小球和圓槽組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力,故系統(tǒng)在水平方向上的動(dòng)量守恒(Δpx=0).細(xì)線被燒斷瞬間,系統(tǒng)在水平方向的總動(dòng)量為零.又知小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),球與槽水平方向上有共同速度,設(shè)為v′,由動(dòng)量守恒定律有0=(M+m)v′,所以v′=0,故A正確.]題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112135.(多選)甲和乙兩位同學(xué)一起去滑雪場(chǎng)滑雪.兩位同學(xué)一起站在位于某斜坡下的水平雪地上(水平面和斜坡足夠長(zhǎng)),斜坡與水平面平滑連接.甲用力將乙推出(m甲>m乙),同時(shí)甲獲得向后的速度.忽略一切摩擦,在之后的運(yùn)動(dòng)中,下列說(shuō)法正確的是( )A.乙一定會(huì)追上甲B.乙可能會(huì)追上甲C.最終甲、乙的總動(dòng)量向左D.甲、乙的總動(dòng)量始終為零題號(hào)135246879101112√題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213√AC [甲用力將乙推出后,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則有m甲v甲=m乙v乙, 由于m甲>m乙,可知v甲題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112136.如圖所示,兩個(gè)帶正電的等大的小球在絕緣光滑水平面上從相距很遠(yuǎn)處沿著同一條直線相向運(yùn)動(dòng),已知它們的質(zhì)量m1=m2=m,m1和m2的初速度大小分別為v1和v2,當(dāng)它們相距最近時(shí)(沒(méi)有接觸),這兩個(gè)小球組成的系統(tǒng)的電勢(shì)能為( )A. B.C. D.題號(hào)135246879101112√題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213C [相距最近時(shí),兩個(gè)小球速度相等,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知m(v1-v2)=2mv,再根據(jù)能量守恒定律可知減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為小球的電勢(shì)能,即ΔEp=-·2mv2=m(v1+v2)2,所以C正確.]題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112137.(多選)如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量關(guān)系為mA>mB,A、B之間用一段細(xì)繩相連并有一被壓縮的彈簧,放在平板小車C上后,A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài).若地面光滑,則在細(xì)繩被剪斷后,A、B從C上滑離之前,A、B在C上向相反方向滑動(dòng)過(guò)程中( )題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213A.若A、B與C之間的摩擦力大小相同,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量也守恒B.若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量也不守恒C.若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,但A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.若A、B與C之間的摩擦力大小相同,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒題號(hào)135246879101112√題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213√AC [當(dāng)A、B兩物體組成一個(gè)系統(tǒng)時(shí),彈簧的彈力為內(nèi)力,而A、B與C之間的摩擦力為外力,當(dāng)A、B與C之間的摩擦力等大、反向時(shí),A、B組成的系統(tǒng)所受合外力為零,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒;當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小不相等時(shí),A、B組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒;而對(duì)于A、B、C組成的系統(tǒng),由于彈簧的彈力及A、B與C之間的摩擦力均為內(nèi)力,故不論A、B與C之間的摩擦力的大小是否相等,A、B、C組成的系統(tǒng)所受合外力均為零,故A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故A、C正確,B、D錯(cuò)誤.]題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213?考點(diǎn)二 反沖運(yùn)動(dòng)8.“爆竹聲中一歲除,春風(fēng)送暖入屠蘇”,爆竹聲響是辭舊迎新的標(biāo)志,是喜慶心情的流露.有一個(gè)質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v0、方向水平向東,在最高點(diǎn)爆炸成質(zhì)量不等的兩塊,其中一塊質(zhì)量為2m,速度大小為v,方向水平向東,則另一塊的速度是( )A.3v0-v B.2v0-3vC.3v0-2v D.2v0+v題號(hào)135246879101112√題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213C [在最高點(diǎn)水平方向動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律可知3mv0=2mv+mv′,可得另一塊的速度為v′=3v0-2v,故C正確.]題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112139.如圖所示,光滑的水平地面上一輛靜止的車上有一個(gè)人.在人從左向右行走的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )A.人和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒B.人和車組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.人行車行,人停車停D.人和車的速度方向相同題號(hào)135246879101112√題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213C [人和車組成的系統(tǒng)所受外力的合力為0,動(dòng)量守恒,A錯(cuò)誤;人和車組成的系統(tǒng),初狀態(tài)動(dòng)能為零,一旦運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不為零,而在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中車與人的高度都不變,所以人和車組成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能不變,故人和車組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,B錯(cuò)誤;人和車組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒,總動(dòng)量為零,可知人和車的速度方向相反,當(dāng)人的速度為零時(shí),車的速度也為零,C正確,D錯(cuò)誤.]題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)1352468791011121310.一彈丸在飛行到距離地面5 m高時(shí)僅有水平速度v=2 m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出,甲、乙的質(zhì)量比為 3∶1.不計(jì)質(zhì)量損失,重力加速度g取 10 m/s2, 則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是( )A B題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213C DB [由h=gt2可知,爆炸后甲、乙做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t=1 s,爆炸過(guò)程中,爆炸產(chǎn)生的力對(duì)沿原方向運(yùn)動(dòng)的一塊的沖量沿運(yùn)動(dòng)方向,故這一塊的速度必然增大,即v>2 m/s,因此水平位移大于2 m,故C、D錯(cuò)誤;甲、乙兩塊在爆炸前后,水平方向不受外力,故水平方向動(dòng)量守恒,即甲、乙兩塊的動(dòng)量改變量大小相等,甲、乙的質(zhì)量比為 3∶1,所以速度變化量的大小之比為 1∶3,平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上x(chóng)=v0t,所以A圖中,v乙=-0.5 m/s,v甲=2.5 m/s,|Δv乙|=2.5 m/s,Δv甲=0.5 m/s,故A錯(cuò)誤;B圖中,v乙=0.5 m/s,v甲=2.5 m/s,|Δv乙|=1.5 m/s,Δv甲=0.5 m/s,故B正確.]題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)1352468791011121311.(多選)如圖所示,三輛完全相同的平板小車a、b、c成一直線排列,靜止在光滑水平面上.c車上有一個(gè)人跳到b車上,接著又立即從b車跳到a車上.人跳離c車和b車時(shí)對(duì)地的水平速度相同.他跳到a車上相對(duì)a車保持靜止,此后( )A.a(chǎn)、b兩車運(yùn)動(dòng)速率相等B.a(chǎn)、c兩車運(yùn)動(dòng)速率相等C.三輛車的速率關(guān)系vc>va>vbD.a(chǎn)、c兩車運(yùn)動(dòng)方向相反題號(hào)135246879101112√題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213√CD [若人跳離b、c車時(shí)速度為v,由動(dòng)量守恒定律知,對(duì)人和c車組成的系統(tǒng)有0=-M車vc+m人v,對(duì)人和b車有m人v=-M車vb+m人v,對(duì)人和a車有m人v=(M車+m人)va,所以vc=,vb=0,va=,即vc>va>vb,并且vc與va方向相反,故C、D正確.]題號(hào)135246879101112題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213題號(hào)13524687910111212.如圖所示,在光滑水平面上有兩個(gè)并排靜止放置的木塊A、B,已知mA=0.5 kg,mB=0.3 kg.現(xiàn)有質(zhì)量m0=0.08 kg 的小物塊C以初速度v0=25 m/s 在A表面沿水平方向向右滑動(dòng),由于C與A、B間均有摩擦,C最終停在B上,B、C最后的共同速度v=2.5 m/s.求:(1)木塊A的最終速度的大小;(2)小物塊C滑離木塊A的瞬時(shí)速度的大小.題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213題號(hào)135246879101112[解析] (1)取向右為正方向,設(shè)木塊A的最終速度為v1,由動(dòng)量守恒定律,對(duì)A、B、C有m0v0=mAv1+(mB+m0)·v解得v1=2.1 m/s.題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213題號(hào)135246879101112(2)設(shè)C滑離A時(shí)的速度為v2,B的速度與A相同,等于A的最終速度v1,當(dāng)C滑離A后,由動(dòng)量守恒定律,對(duì)B、C有m0v2+mBv1=(mB+m0)·v解得v2=4 m/s.題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213[答案] (1)2.1 m/s (2)4 m/s13.一質(zhì)量為0.3 kg的煙花彈獲得動(dòng)能Ek后,從地面豎直升空.當(dāng)煙花彈上升到離地 20 m 高處時(shí)速度為零,此時(shí)彈中火藥爆炸將煙花彈炸為大、小兩塊,大、小兩塊煙花彈分別獲得水平向左、水平向右的速度,大塊質(zhì)量為小塊質(zhì)量的2倍,大、小兩塊煙花彈獲得的動(dòng)能之和也為Ek,爆炸時(shí)間極短,重力加速度g取10 m/s2,=1.4,不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量,釋放煙花彈位置的水平面足夠大.求:(1)開(kāi)始時(shí)煙花彈獲得的動(dòng)能Ek;(2)落地后大、小兩塊煙花彈之間的距離.題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213[解析] (1)由機(jī)械能守恒有Ek=mgh解得Ek=60 J.(2)煙花彈在最高點(diǎn)爆炸,設(shè)水平向左為正方向,由動(dòng)量守恒定律有0=mv1-mv2由能量守恒定律有Ek=大、小兩塊煙花彈均做平拋運(yùn)動(dòng),題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213有h=gt2落地后大、小兩塊煙花彈之間的距離為x=v1t+v2t聯(lián)立解得x=84 m.題號(hào)135246879101112題號(hào)13524687910111213[答案] (1)60 J (2)84 m謝 謝! 展開(kāi)更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來(lái)源于二一教育資源庫(kù)