【新步步高】2015-2016学年高中物理第十六章动量守恒定律3动量守恒定律导学案新人教版选修3-5.doc文档11页在线下载

方向初状态，末状态，待求根据动量守恒定律，有，得其中负号表示球向左运动答案，方向向左例质量的小船静止在水面上，船首站着质量甲的游泳者甲，船尾站着质量乙的游泳者乙，船首指向左方，若甲乙两游泳者在同水平线上，甲朝左乙朝右以的速率跃入水中，则小船向左运动，速率为小船向左运动，速率为小船向右运动，速率大于小船仍静止解析设水平向右为正方向，两游泳者同时跳离小船后小船的速度为，根据甲乙两游泳者和小船组成的系统动量守恒有甲甲乙乙，代入数据，可得，其中负号表示小船向左运动，所以选项正确答案动量守恒定律系统内力外力动量守恒的条件动量守恒的表达式动量守恒定律的普适性动量守恒的条件判断把支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出颗子弹时，关于枪子弹和车，下列说法中正确的是枪和子弹组成的系统动量守恒枪和车组成的系统动量守恒三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可忽略不计，故系统动量近似守恒三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零答案解析由于枪水平放置，故三者组成的系统除受重力和支持力两外力平衡外，不受其他外力，动量守恒子弹和枪筒之间的力应为系统的内力，对系统的总动量没有影响，故选项分开枪和车，则枪和子弹组成的系统受到车对其的外力作用，车和枪组成的系统受到子弹对其的外力作用，动量都不守恒，正确选项为动量守恒的条件判断如图所示的装置中，木块与水平桌面间的接触是光滑的，子弹沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短现将子弹木块和弹簧合在起作为研究对象系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中图动量守恒机械能守恒动量不守恒机械能不守恒动量守恒机械能不守恒动量不守恒机械能守恒答案解析在子弹射入木块这瞬间过程，取子弹与木块为系统则可认为动量守恒此瞬间弹簧尚未形变子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中，机械能守恒，但动量不守恒墙壁对弹簧的作用力是系统外力，且外力不等于零若以子弹木块和弹簧合在起作为研究对象系统，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，有摩擦力做功，机械能不守恒，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒，故正确选项为动量守恒定律的应用如图所示，质量为的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有质量为的木块以初速度水平地滑至车的上表面，若车足够长，则图木块的最终速度为由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒车表面越粗糙，木块减少的动量越多车表面越粗糙，小车获得的动量越多答案解析由和组成的系统水平方向动量守恒易得正确和动量的变化与小车上表面的粗糙程度无关，因为车足够长，最终各自的动量与摩擦力大小无关动量守恒定律的应用将两个完全相同的磁铁磁性极强分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑开始时甲车速度大小为，乙总动量增量相同答案解析由动量守恒定律成立的条件可知男孩小车与木箱三者组成的系统动量守恒，选项，正确木箱的动量增量与男孩小车的总动量增量大小相等，方向相反，选项题组二动量守恒定律的应用如图所示，甲乙两物体在光滑水平面上沿同直线相向运动，甲乙物体的速度大小分别为和碰撞后甲乙两物体都反向运动，速度大小均为则甲乙两物体质量之比为图∶∶∶∶答案解析选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有甲乙甲乙，代入数据，可得甲∶乙∶，选项正确在高速公路上发生了起交通事故，辆质量为向南行驶的长途客车迎面撞上了辆质量为向北行驶的卡车，撞后两车连在起，并向南滑行段距离后静止根据测速仪的测定，长途客车撞前以的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度小于大于，小于大于，小于大于，小于答案解析两车碰撞过程中尽管受到地面的摩擦力作用，但远小于相互作用的内力碰撞力，所以可以认为碰撞过程动量守恒依题意，碰撞后两车以共同速度向南滑行，即碰撞后系统的末动量方向向南设长途客车和卡车的质量分别为，撞前的速度大小分别为，撞后共同速度为，选定向南为正方向，根据动量守恒定律有，又，则，代入数据解得故选项正确如图所示为年索契冬奥会上中国女子冰壶队员投掷冰壶的镜头在次投掷中，冰壶运动段时间后以的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以的速度向前滑行若两冰壶质量相等，规定向前运动方向为正方向，则碰后中国队冰壶获得的速度为图答案解析根据动量守恒定律有对中代入数据，解得中故选如图所示，质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶，质量为的救生员站在船尾，相对小船静止若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为图答案解析小船和救生员组成的系统满足动量守恒解得故项正确，项均错如图所示，枚火箭搭载着卫星以速率进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离已知前部分的卫星质量为，后部分的箭体质量为，分离后箭体以速率沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率为图答案解析对火箭和卫星由动量守恒定律得解得故选炮艇总质量为，以速度匀速行驶，从艇上以相对炮艇的水平速度沿前进方向发射质量为的炮弹，射出炮弹后炮艇的速度为，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是答案解析发射炮弹的过程，系统动量守恒，发射前，系统的总动量为，射出炮弹后，炮艇的质量变为，速度为，炮弹质量为，对地速度为，所以系统总动量为，本题选如图所示，进行太空行走的宇航员和的质量分别为和，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为将向空间站方向轻推后，的速度变为，求此时的速度大小和方向图答案离开空间站方向解析以飞船为参考系，据动量守恒定律，解得，离开空间站方向甲乙两个玩具小车在光滑水平面上沿同直线相向运动，它们的质量和速度大小分别为，两小车相碰后，乙车的速度减小为，方向不变，求甲车的速度答案，方向与乙车的速度方向相同解析设碰前甲车运动的方向为正方向对两车组成的系统，由于在光滑的水平面上运动，作用在系统上的水平方向的外力为零，故由动量守恒定律有得负号表示甲车在相碰后速度的方向与乙车的速度方向相同辆列车总质量为，在平直的轨道上以速度匀速行驶，突然，节质量为的车厢脱钩，假设列车所受的阻力与质量成正比，牵引力不变，当后节车厢刚好静止时，前面列车的速度为多大答案解析以车厢与列车组成的系统为研究对象，因合外力为零，系统内的物体不管有无相互作用，系统总动量守恒设列车的速度为，则有，所以动量守恒定律目标定位理解系统内力外力的概念知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件了解动量守恒定律的普遍意义动量守恒定律问题设计如图所示，在水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别为和，沿着同直线向相同的方向运动，速度分别是和当第二个小球追上第个小球时两球发生碰撞，碰撞后两球的速度分别为和试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量与碰后总动量的关系图答案设碰撞过程中两球间的作用力分别为，相互作用时间为根据动量定理，因为与是两球间的相互作用力，根据牛顿第三定律则有即此式表明两球在相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量，这就是动量守恒定律的表达式要点提炼动量守恒定律的内容如果个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为，这个系统的总动量保持不变动量守恒定律成立的条件系统不受外力或者所受外力的合力为零系统外力远小于内力时，外力的作用可以忽略，系统的动量守恒系统在个方向上的合外力为零时，系统在该方向上动量守恒动量守恒定律的表达式作用前后动量相等系统动量的增量为零相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量大小相等方向相反二动量守恒定律的理解和简单应用动量守恒定律的五性系统性注意判断是哪几个物体构成的系统的动量守恒矢量性是矢量式，解题时要规定正方向相对性系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同惯性系，通常为相对于地面的速度同时性初动量必须是各物体在作用前同时刻的动量末动量必须是各物体在作用后同时刻的动量普适性不仅适用两个物体或多个物体组成的系统，也适用于宏观低速物体以及微观高速粒子组成的系统应用动量守恒定律解题的基本思路明确研究对象合理选择系统判断系统动量是否守恒规定正方向及初末状态运用动量守恒定律列方程求解动量守恒的条件判断例如图所示，甲木块的质量为，以的速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有静止的质量为的乙木块，乙上连有轻质弹簧甲木块与弹簧接触后图甲木块的动量守恒乙木块的动量守恒甲乙两木块所组成系统的动量守恒甲乙两木块所组成系统的动能守恒答案针对训练如图所示，光滑水平面上两小车间有弹簧，用手抓住小车并将弹簧压缩后使两小车均处于静止状态将两小车及弹簧看做个系统，下列说法正确的是图两手同时放开后，系统总动量始终为零先放开左手，再放开右手后，动量不守恒先放开左手，后放开右手，总动量向左无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不定为零答案解析项，在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力内力作用，故动量守恒，即系统的总动量始终为零项，先放开左手，再放开右手后，两手对系统都无作用力之后的那段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的项，先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左项，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变若两手同时放开，那么放开后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零若两手先后放开，那么两手都放开后的总动量也是守恒的，但不为零二动量守恒定律的应用例质量为的小球在光滑水平面上以的速度向右运动，恰遇上质量为以的速度向左运动的小球，碰撞后球恰好静止，求碰撞后球的速度解析两球在光滑水平面上运动，碰撞过程中系统