20xx滬科版高中物理選修3-513動量守恒定律的案例分析-wenkub
2022-11-30 15:14:06 本頁面
【正文】 ： 動量守恒定律的應(yīng)用 要點： （一）動量守恒定律的“三適用”“三表達(dá)” 動量守恒定律的內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。 “三適用”以下三種情況可應(yīng)用動量守恒定律解題。 [例 2] 一門舊式大炮，炮身的質(zhì)量為 M，射出炮彈的質(zhì)量為 m，對地的速度為 ，方向與水平方向成 角，若不計炮身與水平地面的摩擦，則炮身后退速度的大小為（ ） A. B. C. t D. 解析：大炮在射出炮彈的過程中，系統(tǒng)所受外力有重力 和支持力 ，如圖 2所 示，因炮彈在炮筒內(nèi)做加 速運動，加速度的方向與水平方向成 角斜向上，豎直分加速度（向上），這也是系統(tǒng)在豎直方向上的 加速度，因此 ，系統(tǒng)的外力之和不為零，總動量不守恒。如碰撞、爆炸等問題。 設(shè)子彈射入木塊后，子彈與木塊的共同速度為 ，由動量守恒定律得 ① 此后子彈與木塊一起做勻減速直線運動 ② 由運動學(xué)公式得： ③ 由①②③解得 此題②③式亦可用動能定理求解。 由動量守恒定律知 ， ， 。 又射擊過程子彈向右移動了一段位移 ，則車、人、槍必 向左移動一段位移 ，設(shè)子彈的質(zhì)量為 m，車、人、槍的質(zhì)量為 M，由動量守恒定律得 ，選項 C 正確， 此題答案 A、 C。 （三）把握臨界條件巧用動量守恒定律 動量守恒定律是力學(xué)中的一個重要規(guī)律。 A與 C碰撞后將粘在一起運動，在以后的運動中，彈簧能達(dá)到的最大彈性勢能為多少？ 分析： A、 B以 的速度向右運動，并與 C發(fā)生碰撞。由動量守恒定律有： 得： 彈簧具有的最大彈性勢能 為： 2. 涉及斜面的臨界問題 在物體滑上斜面（斜面放在光滑水平面上）的過程中，由于彈力的作用，斜面在水平方向?qū)?做加速運動。由動量守恒定律得： ，即 3. 涉及擺的臨界問題 裝在車內(nèi)的擺（由一段繩子和小球組成）隨車運動時，小球上升到最高點的臨界條件是小球和小車的速度相等。而甲物體剛好追不上乙物體的臨界條件是 = 。以上三種推出箱子的方法，由動量守恒定律可知，第一種推法箱子獲得的速度最小，若這種推法能實現(xiàn)目標(biāo)，則箱子獲得的速度最小，設(shè)箱子的速度為 ，取甲運動方向為正方向，則對甲和箱子在推出過程運用動量守恒定律： ① 箱子推出后，被乙抓住，為避免甲、乙相撞，則乙必須后退，對乙和箱子運用動量守恒定律得： ② 要使甲、乙不相撞，并使推出箱子的速度最小的 臨界條件為： = ③ 解以上三式得： 5. 涉及子彈打木塊的臨界問題： 子彈打木塊是一種常見的習(xí)題模型。設(shè)子彈在打穿木塊的過程中受到大小恒為 的阻力，要使子彈剛好從木塊的右端打出，則子彈的初速度 應(yīng)等于多大？ 分析：取子彈和木塊為研究對象，它們所受到的合外力等于零，故總動量守恒。 系統(tǒng)的合外力為零，動量守恒，有 得，當(dāng) B的速度為 時， A的速度為 。 （ 2）若物體不能從拖車上滑落，到三者速度相等時物體 在拖車平板上滑行的距離 。 此后 與 組成的整體在摩擦力的作用下做勻減速直線運動，其加速度為 速度由 減到 v過程中發(fā)生的位移為 。 此題還可以用能量的觀點求解到三者速度相等時物體在拖車平板上滑行的距離，同學(xué)們可以在復(fù)習(xí)過能量的觀點后再用相應(yīng)的方法求解此題。 10. 如圖所示，一塊足夠長的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右放有序號為 3?? n
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