动量守恒定律的基本应用
考试要求
内容 动量、动量守恒定律及其应用 基本要求 理解动量概念、动量定理和动量守恒定律
略高要求 较高要求 将动量与机械能运用动量定理和动量守恒定律 及其它知识结合进行考查 知识框架
知识点1 人船模型
(1)模型特点:两个(或两个以上)物体组成的系统,在整个运动过程中任意时刻的动量守恒,这个系
统在全过程中的平均动量也守恒。
(2)模型中移动距离问题的分析
若一个原来静止的系统的一部分发生运动,则根据动量守恒定律可知,另一部分将向相反方向运动.
m1v1?m2v2?0,
则: v1?m2v2 m1经过时间的积累,运动的两部分经过了一段距离,同样的,有:
x1?m2x2 m1两部分之间的相对位移x为: x?x1?x2 (3)实例分析:
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人和船的相对位移是L,则人的位移与船的位移分别为:
l人?M船m人L l船?L
M船?m人M船?m人例题精讲
【例1】 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长,一位同学想用一个卷尺粗
略测定它的质量,他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,然后他轻轻从船尾上船,走到船头后停下,而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长L。已知他自身的质量为m,则渔船的质量为 A.
【例2】 在结冰的光滑湖面上,靠近岸边有一个质量为240kg的静止长木板,木板的长边与湖岸垂直.一
质量为60kg的人站在木板上,立足点距岸边5.0m,若此人朝岸边方向在木板上匀加速行走了2.0m,则人离岸边的距离变为 m?(L?d)m?(L?d)m?Lm?(L?d) B. C. D. ddLd
【例3】 如图所示,人在平板车上用水平恒力拉绳使重物能逐渐靠近自己,人相对车始终不动,重物与平
板车之间、平板车与地面之间均无摩擦。设开始拉重物时车和重物都是静止的,车和人的总质量M?100kg ,重物的质量m?50kg,拉力F?200N,重物在车上向人靠近了3m,求:
(1)车在地面上移动的距离; (2)这时车和重物的速度。
【例4】 质量为m,长为a的汽车由静止开始从质量为M,长为b的平板车一端行至另一端时,如图所示,
汽车产生的位移大小是______,平板车产生位移大小是______。(地面光滑)
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【例5】 在距离地面高h处的气球上站有一人,人和气球的质量分别为m和M,开始两者均静止,人要沿
绳安全的滑到地面上,绳至少多长?
【例6】 如图所示,质量为m、半径为R的小球,放在半径为2R,质量为2m的大空心球内。大球开始
静止在光滑的水平面上,当小球从图示位置无初速度地沿大球壁滚到最低点时,大球移动的距离是多少?
【例7】 在光滑水平面上有一质量为M的斜劈,斜劈斜面与水平面的夹角为?,斜面长为L,斜劈的顶端
有一质量为m的小球,当小球滑到斜劈的低端时,求斜劈后退的距离。
【例8】 如图所示,一个质量为m1的半圆槽体A,A槽内外皆光滑,将A置于光滑水平面上,槽半径为R,
现有一个质量为m2的光滑小球B由静止沿槽顶滑下,设A和B均为弹性体,且不计空气阻力,求槽体A向一侧滑动的最大距离.
【例9】 某人在一只静止的小船上练习射击,船、人连同枪(不包括子弹)及靶的总质量为M,枪内装有
n颗子弹,每颗子弹的质量均为m,枪口到靶的距离为l,子弹水平射出枪口时相对于地的速度
为v.在发射后一颗子弹时,前一颗子弹已射入靶中,在发射完n颗子弹时,小船后退的距离等于( )
A.0 B.
nmlnmlnml C. D.
M?(n?1)mm?(n?1)mM?nm【例10】 小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车上的另一端,如图所示.已知车、
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人、枪和靶的总质量为M(不含子弹),每颗子弹质量为m,共n发,打靶时,枪口到靶的距离为d.若每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发.则以下说法正确的是( )
A.待打完n发子弹后,小车将以一定速度向右匀速运动 B.待打完n发子弹后,小车应停在射击之前位置的右方
C.在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移相同,大小均为
md
nm?MD.在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移不相同,应越来越大
【例11】 在质量为M的小车中挂有一单摆,摆球的质量为m0,小车和单摆以恒定
的速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短,在此碰撞过程中,下列哪些情况说法是可能发生的( )
A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、满足(M?m0)?v?M?v1?mv2?m0?v3 v2、v3,B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变化为v1和v2,满足M?v?M?v1?mv2。 C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为v1,满足M?v?(M?m)?v1
D.小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v2,满足(M?m0)?v?(M?m0)?v1?mv2
【例12】 如图55-2所示,质量均为M的小车A、B,B车上挂有质量为
M的金属球C,C球相对B车4静止,若两车以相等的速率1.8m/s在光滑的水平面上相向运动,相碰后连在一起,则碰撞刚结束时小车的速度多大?C球摆到最高点时C球的速度多大?
知识框架
知识点2 “多物多态”——“跳车模型”、“推箱模型”、“传球模型”
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