20xx教科版高中物理選修3-514動量守恒定律的應(yīng)用ppt教學課件-在線瀏覽
2025-01-20 22:34本頁面
【正文】 對碰撞問題的分析 解析 (1) 由碰撞中動量守恒可求得 pA′ ＝ 2 k g2 m ( v21＋ v22) ＋12M v21， 得 m v22＝mM v22 m ＋ M 相碰時 m 以 M 為參考點作圓周運動： F ＝ mv22R＝mM v2L ? 2 m ＋ M ?； ( 2) 在 M 運動方向上平均動量守恒： M v ＝ M v 2 m 即： M v ＝ Mst＋ 2 ms － Lt，故 S ＝M v t ＋ 2 mL2 m ＋ M. 答案 見解析 【 變式 2】 試 判斷下列作用過程系統(tǒng)的動量是否守恒 ？ 圖 145 A． 如圖 145(a)所示 ， 水平地面上有一大炮 ， 斜向上發(fā)射一枚彈丸的過程 B． 如圖 145(b)所示 ， 粗糙水平面上有兩個物體壓緊它們之間的一根輕彈簧 ， 在彈簧彈開的過程中 C． 如圖 145(c)所示 ， 光滑水平面上有一斜面體 ， 將另一物體從斜面的頂端釋放 ， 在物體下滑的過程中 解析 對于 (a)， 大炮發(fā)射彈丸的過程中 ， 彈丸加速上升 ， 系統(tǒng)處于超重狀態(tài) ， 地面對于系統(tǒng)向上的支持力大于系統(tǒng)的重力 ， 所以系統(tǒng)在豎直方向動量不守恒 ， 在水平方向上系統(tǒng)受到的地面給炮身的阻力遠小于火藥爆發(fā)過程中的內(nèi)力 ， 故系統(tǒng)在水平方向上動量守恒 ． 對于 (b)來說 ， 在彈簧彈開的過程中 ， 地面給兩物體的摩擦力方向相反且是外力 ， 若兩個摩擦力大小相等 ， 則系統(tǒng)無論在水平方向還是在豎直方向上所受合外力都為零 ， 則系統(tǒng)動量守恒；若兩個物體受到的摩擦力大小不相等 ， 則系統(tǒng)動量不守恒 ． 對于 (c)來說 ， 物體在斜面上加速下滑的過程處于失重狀態(tài) ， 系統(tǒng)在豎直方向上受到的合外力豎直向下 ， 系統(tǒng)的動量增加 ， 不守恒 ． 而在水平方向上系統(tǒng)不受外力作用 ， 故系統(tǒng)在水平方向上動量守恒 ． 答案 A． 系統(tǒng)動量不守恒 ， 但水平方向動量守恒 ． B． 無法判斷 ． C． 系統(tǒng)動量不守恒 ， 但水平方向動量守恒 ． 【 典例 3】 如 圖 146所示 ， 一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出 m＝ 200 g的氣體 ， 氣體離開發(fā)動機噴出時的速度 v＝ 1 000 m/量 M＝ 300 kg， 發(fā)動機每秒鐘噴氣 20次 ． (1)當?shù)谌螄姵鰵怏w后 ， 火箭的速度多大 ？ (2)運動第 1 s末 ， 火箭的速度多大 ？ 反沖現(xiàn)象及應(yīng)用 圖 146 解析 火箭噴氣屬反沖現(xiàn)象，火箭和氣體組成的系統(tǒng)動量守恒，運用動量守恒定律求解． 法一 ( 歸納法 ) ( 1) 噴出氣體運動方向與火箭運動方向相反，系統(tǒng)動量可認為守恒． 第一次噴出氣體后，火箭速度為 v1， 有 ( M － m ) v1－ m v ＝ 0 故 v1＝m vM － m 第二次噴出氣體后，火箭速度為 v2， 有 ( M － 2 m ) v2－ m v ＝ ( M － m ) v1，故 v2＝2 m vM － 2 m 第三次噴出氣體后，火箭速度為 v3，有 ( M － 3 m ) v3－ m v ＝ ( M － 2 m ) v2 故 v3＝3 m vM － 3 m＝3 1 000300 － 3 m /s ＝ 2 m /s (2) 依此類推，第 n 次噴出氣體后，火箭速度為 vn，有 ( M － nm ) vn－ m v ＝ [ M － ( n － 1) m ] vn － 1，故 vn＝nm vM － nm 因為每秒鐘噴氣 20 次，所以 1 s 末火箭速度為： v20＝20 m vM － 20 m＝20 1 000
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