2017-2018学年高中物理 第十六章 动量守恒定律 第3节 动量守恒定律教学案 新人教版选修3- 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/11/5 1:59:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

图1

A.冲击力对列车的冲量约为500 N·s B.冲击力对列车的冲量约为10 N·s C.冲击力对障碍物的冲量约为175 N·s D.列车和障碍物组成的系统动量近似守恒

解析:选AD 冲击力为5 000 N,冲量为5 000×0.1 N·s=500 N·s,A对,B、C错;撞击过程时间极短,列车和障碍物组成的系统动量近似守恒,D对。

2.甲、乙两船静止在湖面上,总质量分别是m1、m2,两船相距x,甲船上的人通过绳子用力F拉乙船,若水对两船的阻力大小均为Ff,且Ff<F,则在两船相向运动的过程中( )

A.甲船的动量守恒 B.乙船的动量守恒 C.甲、乙两船的总动量守恒 D.甲、乙两船的总动量不守恒

解析:选C 甲船、人、绳、乙船组成的系统所受的合力为零,动量守恒,则选项C正确。

3.如图2所示,在光滑水平面上,用等大异向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上,已知mA

图2

A.静止 C.向左运动

B.向右运动 D.无法确定

4

解析:选A 选取A、B两个物体组成的系统为研究对象,根据动量定理,整个运动过程中,系统所受的合外力为零,所以动量改变量为零,初始时刻系统静止,总动量为零,最后粘合体的动量也为零,即粘合体静止,所以选项A正确。

4.(多选)如图3所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中( )

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图3

A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒 B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒 C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零

D.在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反

解析:选BD 以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方向上不受力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒,由于初始状态小车与小球均静止,所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相反,选项A、C错误,选项B、D正确。

5.(多选)如图4所示,三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列,静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止,此后( )

图4

A.a、b两车运动速率相等 B.a、c两车运动速率相等 C.三辆车的速率关系vc>va>vb D.a、c两车运动方向相反

解析:选CD 若人跳离b、c车时速度为v,由动量守恒定律知,人和c车组成的系统: 0=-M车vc+m人v

对人和b车:m人v=-M车vb+m人v 对人和a车:m人v=(M车+m人)·va 所以:vc=

m人vm人v,vb=0,va= M车M车+m人

即vc>va>vb,并且vc与va方向相反。

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6. (多选)带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静止置于光滑水平面上,如图5所示,一

4质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回小车的左端,则( )

图5

10

A.小球以后将向左做平抛运动 B.小球将做自由落体运动

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C.此过程小球对小车做的功为Mv 0

2

2v0

D.小球在弧形槽上上升的最大高度为 2g解析:选BC 小球上升到最高点时与小车相对静止,有共同速度v′,由动量守恒定律和机械能守恒定律有:

Mv0=2Mv′①

122??1Mv0 =2×?Mv′?+Mgh② 2?2?

2

v0

联立①②得h=,知D错误。

4g从小球滚上到滚下并离开小车,系统在水平方向上的动量守恒,由于无摩擦力做功,动能守恒,此过程类似于弹性碰撞,作用后两者交换速度,即小球速度变为零,开始做自由落体运动,故B、C对,A错。

7.如图6所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C,质量分别为mA=mC=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻质弹簧(弹簧与滑块不拴接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。

图6

解析:设共同速度为v,滑块A和B分开后B的速度为vB,由动量守恒定律有 (mA+mB)v0=mAv+mBvB

mBvB=(mB+mC)v

9

联立以上两式得,B与C碰撞前B的速度为vB=v0。

59答案:v0

5

8.如图7所示,一质量为M的物体静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h。一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度射出。重力加速度为g。求:

2

v0

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图7

(1)此过程中系统损失的机械能;

(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。

解析:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为v,由动量守恒定律得mv0=m+Mv①

2解得v=v0②

2M系统的机械能损失为

12?1?v0?212?ΔE=mv0 -?m??+Mv?③

2?2?2?2?1?m?2

由②③式得ΔE=?3-?mv0 。

8?M?

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(2)设物块下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,则h=gt④

2

v0

ms=vt⑤

由②④⑤式得s=

mv0

Mh。 2gh 2g1?m?2mv0

答案:(1)?3-?mv 0 (2)8?M?M

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