20xx粵教版高中物理選修3-5第一章習題課動量守恒定律的應(yīng)用-資料下載頁
2025-11-29 11:07本頁面
【導(dǎo)讀】系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零；2．動量守恒定律的研究對象是系統(tǒng)．選擇多個物體組成的系統(tǒng)時，必須合理選擇系統(tǒng)，位于正對面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞，如圖1所示，碰撞時間極短，在此過程中，A．M、m0、m速度均發(fā)生變化，碰后分別為v1、v2、v3，且滿足v＝Mv1＋mv2＋m0v3. 平方向上沒有受到外力作用，動量不變，可以認為碰撞過程中m0沒有參與，以速度v落入砂車中，v與水平方向成θ角，求物體落入砂車后車的速度v′.視為質(zhì)點)，以vC＝25m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如圖3所示，由于摩擦，由以上兩式聯(lián)立解得vC′＝m/s，vA＝m/s.若甲將箱子以速度v推出，甲的速度變?yōu)槎嗌?？若甲、乙最后不相撞，甲、乙的速度?yīng)滿足什么條件？合外力為零內(nèi)力遠大于外力
【正文】 故整個過程系統(tǒng)的動量守恒，由動量守恒定律得 mv0＝ (m＋ mA＋ mB)v1，又 m＝ 14mB， mA＝ 34mB，故 v1＝ mv0m＋ mA＋ mB＝ v08，即彈簧壓縮到最短時 B的速度為 v08. 8．以初速度 v0與水平方向成 60176。 角斜向上拋出的手榴彈，到達最高點時炸成質(zhì)量分別是 m和 2m的兩塊．其中質(zhì)量大的一塊沿著原來的方向以 2v0的速度飛行．求： (1)質(zhì)量較小的另一塊彈片速度的大小和方向； (2)爆 炸過程有多少化學能轉(zhuǎn)化為彈片的動能． 答案 (1) 與爆炸前速度方向相反 (2)274 mv20 解析 手榴彈爆炸過程中，爆炸產(chǎn)生的作用力是內(nèi)力，遠大于重力，因此爆炸過程中各彈片組成的系統(tǒng)動量守恒．因為爆炸過程火藥的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，進而有一部分轉(zhuǎn)化為彈片的動能，所以此過程系統(tǒng)的機械能 (動能 )增加． (1) 斜拋的手榴彈在水平方向上做勻速直線運動，在最高點 處爆炸前的速度 v1＝ v0cos 60176。＝ v1的方向為正方向，如圖所示，由動量守恒定律得 3mv1＝ 2mv1′ ＋ mv2. 其中爆炸后大塊彈片的速度 v1′ ＝ 2v0，小塊彈片的速度 v2為待求量，解得 v2＝－ ，“ － ” 號表示 v2的速度方向與爆炸前速度方向相反． (2)爆炸過程中轉(zhuǎn)化為動能的化學能等于系統(tǒng)動能的增量，即 Δ Ek＝ 122 mv1′ 2＋ 12mv22－12(3m)v21＝274 mv20. 9. 圖 6 如圖 6所示，質(zhì)量為 m的子彈，以速度 v水平射入用輕繩懸掛在空中的木塊，木塊的質(zhì)量為 M，繩長為 L，子彈停留在木塊中，求子彈射入木塊后的瞬間繩子張力的大?。? 答案 (m＋ M)g＋ m2v2m＋ M L 解析 物理過程共有兩個階段：射入階段和圓周運動階段．射入階段可認為木塊還未擺 動，繩子沒有傾斜，子彈 和木塊組成的系統(tǒng)水平方向不受外力作用，動量守恒．子彈停留在木塊中后以一定的速度做變速圓周運動，繩子傾斜，水平方向有了分力，動量不再守恒． 在子彈射入木塊的瞬間，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒．取向左為正方向，由動量守恒定律得 0＋ mv＝ (m＋ M)v1 解得 v1＝ mvm＋ M. 隨后子彈和木塊整體以此初速度向左擺動做圓周運動．在圓周運動的最低點，整體只受重力 (m＋ M)g和繩子的拉力 F作用，由牛頓第二定律得 (取向上為正方向 ) F－ (m＋ M)g＝ (m＋ M)v21L 將 v1代入解得 F＝ (m＋ M)g＋ (m＋ M)v21L＝ (m＋ M)g＋m2v2m＋ M L [創(chuàng)新應(yīng)用題組 ] 10．如圖 7所示，甲車質(zhì)量 m1＝ 20 kg，車上有質(zhì)量 M＝ 50 kg 的人，甲車 (連同車上的人 )以 v＝ 3 m/s的速度向右滑行，此時質(zhì)量 m2＝ 50 kg的乙車正以 v0＝ m/s的速度迎面滑來，為了避免兩車相撞，當兩車相距適當距離時，人從甲車跳到乙車上，求人跳出甲車的水平速度 (相對地面 )應(yīng)當在什么范圍以內(nèi)才能避免兩車相撞？不計地面和小車的摩擦，且乙車足夠長． 圖 7 答案 大于等于 m/s 解析 人跳到乙車上后，如果兩車同向，甲車的速度小于或等于乙車的速度就可以避免兩車相撞． 以人、甲車、乙車組成的系統(tǒng)為研究對象，由水平方向動量守恒得： (m1＋ M)v－ m2v0＝ (m1＋ m2＋ M)v′ ，解得 v′ ＝ 1 m/s. 以人與甲車為一系統(tǒng)，人跳離甲車過程水平方向動量守恒，得： (m1＋ M)v＝ m1v1′ ＋ Mu 解得 u＝ m/s. 因此，只要人 跳離甲車的速度 u≥ m/s ，就可避免兩車相撞．
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