20xx教科版高中物理選修3-514動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用ppt教學(xué)課件-閱讀頁
2024-12-07 22:34本頁面
【正文】 300 － 20 m /s ＝ m /s. 法二 ( 整體法 ) ( 1) 選整體為研究對(duì)象，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律求解． 設(shè)噴出三次氣體后火箭的速度為 v3，以火箭和噴出的三次氣體為研究對(duì)象，據(jù)動(dòng)量守恒定律得： ( M － 3 m ) v3－ 3 m v ＝ 0 故 v3＝3 m vM － 3 m＝ 2 m /s ( 2) 發(fā)動(dòng)機(jī)每秒鐘噴氣 20 次，以火箭和噴出的 20 次氣體為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得： ( M － 20 m ) v2 0－ 20 m v ＝ 0 故 v20＝20 m vM － 20 m＝ m /s. 答案 ( 1) 2 m /s ( 2) 13. 5 m /s 借題發(fā)揮 (1)變質(zhì)量問題：在反沖運(yùn)動(dòng)中還常遇到變質(zhì)量物體的運(yùn)動(dòng) ， 如在火箭的運(yùn)動(dòng)過程中 ， 隨著燃料的消耗 ， 火箭本身的質(zhì)量不斷減小 ， 此時(shí)必須取火箭本身和在相互作用的短時(shí)間內(nèi)噴出的所有氣體為研究對(duì)象 ， 取相互作用的這個(gè)過程為研究過程來進(jìn)行研究 ． (2)速度的相對(duì)性 解決火箭多次向外噴射氣體的問題時(shí)應(yīng)注意 ， 動(dòng)量守恒定律中的速度必須是相對(duì)于同一參考系 ， 另一方面就是注意速度方向的表示方法 ． 【變式 3 】 質(zhì)量為 M 的火箭，原來以速度 v0在太空中飛行，現(xiàn)在突然向后噴出一股質(zhì)量為 Δ m 的氣體，噴出氣體相對(duì)火箭的速度為v ，則噴出氣體后火箭的速度變?yōu)? ( ) ． A.? M v0＋ Δ m v ?M B.? M v0－ Δ m v ?M C.? M v0＋ Δ m v ?m D.? M v0－ Δ m v ?m 解析 依題意可知，火箭原來相對(duì)地的速度 v0，初動(dòng)量為 p0＝M v0，質(zhì)量為 Δ m 的氣體噴出后，火箭的質(zhì)量為 ( M － Δ m ) ，設(shè)氣 體噴出后，火箭和氣體相對(duì)地的速度分別為 v1和 v2，則氣體相對(duì)火箭的速度為： v ＝ v1＋ v2， v2＝ v － v1，選 v1的方向?yàn)檎较?，則系統(tǒng)的末動(dòng)量為： p ＝ ( M － Δ m ) v1＋ Δ m [ － ( v － v1)] ＝ M v1－Δ m v ，由動(dòng)量守恒定律，有 p ＝ p0，則： M v1－ Δ m v ＝ M v0，所以v1＝? M v0＋ Δ m v ?M. 故 A 正確． 答案 A 涉及滑塊與小車 (木板 )的臨界問題 滑塊 與小車 (木板 )是一種常見的習(xí)題模型 ． 滑塊剛好不滑出小車 (木塊 )的臨界條件是滑塊到達(dá)小車 (木板 )時(shí)的速度與小車 (木板 )的速度相同 ． 【 典例 4】 如 圖 147所示，質(zhì)量為 M＝ 2 kg的小車靜止在光滑的水平面上，小車上表面粗糙，質(zhì)量為 m＝ kg的滑塊以 v0＝ 2 m/s從和小車等高的平臺(tái)沖上小車，小車和滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ＝ ，若要求滑塊不從小車上滑下來，則小車的長度 L至少多長？ 圖 147 解析 取滑塊和小車為研究對(duì)象，它們所受到的合外力等于零，故總動(dòng)量守恒．由動(dòng)量守恒定律得： m v0＝ m v1＋ M v2 ① 要使滑塊剛好不從小車上滑出，則必須滿足如下的臨界條件： v1＝ v2 ② 根據(jù)功能關(guān)系得： μ mg L ＝12m v20－12( m ＋ M ) v21 ③ 解以上三式代入數(shù)據(jù)得： L ＝ m 答案 m 借題發(fā)揮 將題中的小車換成木板；子彈打擊木塊剛好打穿的情形也一樣．
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