20xx滬科版高中物理選修（3-5）13《動量守恒定律的案例分析》(文件)
【正文】 號的木塊，所有木塊的質(zhì)量均為 m，與木板間的動摩擦因數(shù)都相同，開始時，木板靜止不動，第 3?? n號木塊分別以初速度 ?? 同時運(yùn)動， 方向向右，木板的質(zhì)量與所有木塊的總質(zhì)量相等最終所有木塊與木板以共同的速度勻速運(yùn)動，試求： （ 1）所有木塊與木板一起 勻速運(yùn)動的速度 ； （ 2）第 1號木塊與木板剛好相對靜止時的速度 ； （ 3）第 2號木板在整個過 程中的最小速度 。球與盒無摩擦，現(xiàn)在盒的 A端迅速打擊一下金屬盒，給盒以 的向右的沖量，設(shè)球與盒間的碰撞沒有能量損失，且碰撞時間極短，求球與盒組成的系統(tǒng)從開始運(yùn) 動到完全停止所用時間。 所以到三者速度相等時物體 在拖車平板上滑行的距離為 。 由于輕繩不可伸長，當(dāng)繩子被拉直的瞬間 與 便有了相同的速度（此時 由于慣性還處于靜止?fàn)顟B(tài)），在繩子被拉直的瞬間 發(fā)生了一個明顯的動量改變量，說明 與 之間的作用力很大，遠(yuǎn)大于 與 之間的摩擦力，因此 與 組成的系統(tǒng)在繩子 被拉直的這極短的時間內(nèi)動量守恒。 此題也可用牛頓第二定律求解，請同學(xué)們自己試試。 解析：木板 A能在斜面上勻速下滑，說明斜面與 A之間摩擦因數(shù)為 。 [例 11] 如圖 6所示，靜止在光滑水平面上的木塊，質(zhì)量為 、長度為 。若不計(jì)冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度（相對于冰面）將箱子推出，才能避免與乙相撞。當(dāng)小球和車的速度相同時，小球到達(dá)最高點(diǎn)。 [例 8] 如圖 4所示，質(zhì)量為 的滑塊靜止在光滑的水平 面上，滑塊的光滑弧面底部與桌面相切，一質(zhì)量為 的小球以速度 向滑塊滾來，設(shè)小球不能越過滑塊， 求小球滑到最高點(diǎn)時的速度大小和此時滑塊速度大小。接著，物體 B 做減速運(yùn)動， A和 C 做加速運(yùn)動。 1. 涉及彈簧的臨界問題： 對于由彈簧組成的系統(tǒng)，在物體間發(fā)生相互作用過程中，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，彈簧兩端的兩個物體的速度必相等。如果物體系是由兩個物體組成的，且相互作用前兩物體均靜止，相互作用后均發(fā)生運(yùn)動，則使用時應(yīng)明確：必須是相對同一參照物位移的大小，當(dāng)符合動量守恒定律的條件，而又僅涉及位移而不涉及速度時，通?？捎闷骄鶆恿壳蠼狻? 3. 若 A、 B兩物體相互作用過程中動量守恒，則 （ 、 分別為此過程中A、 B位移的大?。? [例 5] 一平板小車靜止在光滑水平面上，車的右端安有一豎直的板壁，車的左端站有一持槍的人，此人水平持槍向板壁連續(xù)射擊，子彈全部嵌在板壁內(nèi)未穿出，過一段時間后停止射擊。碰后， a 球繼續(xù)沿原來的方 向運(yùn)動， b球靜止不動， c球被彈回而向反方向運(yùn)動。 解析：子彈射入木塊過程中，木塊受地面的摩擦力為 ，此力即為子彈與木塊組成的系統(tǒng)的合外力，不為零。 設(shè)炮身后退的速度大小為 ，規(guī)定炮身運(yùn)動的反方向?yàn)檎较?，在水平方向?yīng)用動量守恒定律得 ，解得 。 系統(tǒng)的初動量為 ，當(dāng)物體靜止于車廂中時，二者具有相同的速度，設(shè)為 ，由動量守恒定律得 ，解得 ， C對。我們應(yīng)用此定律只需考慮初、末兩狀態(tài)即可，即 。 因動量是狀態(tài)量，只要系統(tǒng)滿足動量守恒條件，整個過程系統(tǒng)的總動量都應(yīng)是守恒、不變的。 1. 若系統(tǒng)不受外力或外力之和為零，則系統(tǒng)的總動量守恒 [例 1] 如圖 1 所示，一車廂長度為 、質(zhì)量為 M，靜止于光滑的水 平面上，車廂內(nèi)有 質(zhì)量為 m 的物體以初速度 向右運(yùn)動，與車廂來回碰撞 n次后靜止于車廂中，這時車廂的速度為（ ） A. ，水平向右 B. 零 C. D.
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