2012屆高考物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)量復(fù)習(xí)教案

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


第五 動(dòng) 量
本知識(shí)所處的地位:
本在高中物理中占有重要地位。動(dòng)量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一,它比牛頓定律適用范圍廣泛的多,即使在牛頓定律的適用范圍內(nèi),應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決諸如碰撞、爆炸等問(wèn)題,也要比應(yīng)用牛頓定律大為簡(jiǎn)單、方便。
知識(shí)網(wǎng)絡(luò):


專題一、沖量和動(dòng)量的概念
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):動(dòng)量、沖量為Ⅱ類要求。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.沖量I
①定義:作用在物體上的力和力的作用時(shí)間的乘積叫做該力對(duì)這個(gè)物體的沖量。②公式:I=Ft,只適于恒力沖量的計(jì)算;單位是牛頓•秒(N•S)。③沖量是力對(duì)時(shí)間的積累效果,是過(guò)程量。講沖量必須明確是哪個(gè)力、哪個(gè)過(guò)程的沖量。④沖量是矢量。恒力的沖量的方向與力的方向相同;變力的沖量的方向不能由力的方向直接判斷。
2.動(dòng)量P
P=mv有大小有方向(沿v的方向)的矢量。兩個(gè)動(dòng)量相等必須是大小相等方向相同,單位是千克米/秒(kg•m/s),動(dòng)量與動(dòng)能的大小關(guān)系:P= 。
3.難點(diǎn)釋疑
(1)動(dòng)量和沖量的區(qū)別
①動(dòng)量具有瞬時(shí)性,當(dāng)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)明確是哪一時(shí)刻哪一位置的動(dòng)量。沖量是過(guò)程量,應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間內(nèi)對(duì)物體作用的沖量。
②由于速度與參照物的選擇有關(guān),動(dòng)量具有相對(duì)性,通常以地球(大地)為參照系。由于力和時(shí)間與參照物選擇無(wú)關(guān),所以力的沖量與參照物選擇無(wú)關(guān)。
(2)動(dòng)量與動(dòng)能的區(qū)別
名稱矢量性大小變化量
動(dòng)量矢量p∝v速度發(fā)生變化,Δp一定不為零
動(dòng)能標(biāo)量Ek∝v2速度發(fā)生變化,ΔEk可能為零
(3)沖量與功的區(qū)別
名稱矢量性大小作用效果計(jì)算
沖量矢量I=F•t改變動(dòng)量應(yīng)用矢量合成法則求合沖量
功標(biāo)量W=Fscosθ改變動(dòng)能應(yīng)用代數(shù)運(yùn)算求總功
【例題精析】
例1傾角為θ的光滑斜面上有一質(zhì)量為m的物體自靜止起下滑,抵達(dá)斜面底端時(shí)速度為vt,下滑過(guò)程中重力的沖量為 。
解析:欲求重力的沖量,必須先求出物體受重力的時(shí)間t, t=vt/a =vt/gsinθ 因此物體在下滑過(guò)程中重力的沖量IG=mgt=mvt/sinθ 本題正確答案是IG=mvt/sinθ
例2質(zhì)量為m的小球從h高處自由下落,與地面碰撞時(shí)間為Δt,地面對(duì)小球的平均作用力為F,取豎直向上為正方向,在與地面碰撞過(guò)程中( )
(A)重力的沖量為 mg( +Δt)
(B)地面對(duì)小球作用力的沖量為 F•Δt
(C)合外力對(duì)小球的沖量為 (mg + F)•Δt
(D)合外力對(duì)小球的沖量為 (mg?F)•Δt
解析:由沖量的定義可得:重力的沖量 IG= ?mg•Δt,地面對(duì)小球作用力的沖量
IF=FΔt, 合外力對(duì)小球的沖量I=(F?mg)•Δt [答案]B
小結(jié):求沖量應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間內(nèi)對(duì)物體作用的沖量及其方向。
【能力提升】
Ⅰ知識(shí)與技能
1.放在水平桌面上的物體質(zhì)量為m,用一個(gè)水平推力F推它t秒鐘,物體始終不動(dòng),那么在t秒內(nèi),推力對(duì)物體的沖量為( 。
A.0 ; B.F•t牛秒; C.mg•t牛秒 D.無(wú)法計(jì)算
2.在上題中合力的沖量為 。
3.圖5-1所示,兩個(gè)質(zhì)量相等的物體在同一高度沿傾角不同的兩個(gè)光滑斜面由靜止自由下滑,到達(dá)斜面底端的過(guò)程中,兩個(gè)物體具有的物理量不相同的是( 。
①重力的沖量 ②彈力沖量 ③合力沖量 ④動(dòng)量
  A.① B.①② C.①②③  D.①②③④
4.對(duì)于任何一個(gè)固定質(zhì)量的物體,下面陳述中正確的是( 。
① 物體的動(dòng)量發(fā)生變化,其動(dòng)能必變化 ② 物體的動(dòng)量發(fā)生變化,其動(dòng)能不一定變化
③ 物體的動(dòng)能發(fā)生變化,其動(dòng)量不一定變化 ④ 物體的動(dòng)能發(fā)生變化,其動(dòng)量必有變化
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
5.物體`受到 -2N•S的沖量作用,則( 。
A.物體原的動(dòng)量方向一定與這個(gè)沖量的方向相反
B.物體的末動(dòng)量一定是負(fù)值     
C.物體的動(dòng)量一定減小
D.物體的動(dòng)量增量一定與規(guī)定的正方向相反
Ⅱ能力與素質(zhì)
6.A、B兩物體沿同一直線分別在FA、FB作用下運(yùn)動(dòng),圖5-2所示表示它們的動(dòng)量P隨時(shí)間變化的規(guī)律,設(shè)A、B兩物體所受沖量的大小分別為IA、IB,那么( 。
A.FA>FB ,方向相反 B.FA>FB ,方向相同
C. IA>IB ,方向相同 D.IA<IB ,方向相反
7.豎直上拋的小球,又落回到原地,球運(yùn)動(dòng)中所受阻力不變,則( 。
A.從拋出到落回時(shí)間內(nèi)重力沖量為零
B.上升階段阻力沖量大于下降階段阻力沖量
C.從拋出到落回時(shí)間內(nèi),空氣阻力沖量為零
D.上升階段球動(dòng)量的變化量大于下降階段球動(dòng)量的變化量
8.質(zhì)量為的物體以速度v0豎直向上拋出,從拋出到落回拋出點(diǎn)的過(guò)程中物體受到合力的沖量為(不計(jì)空氣阻力)                                                  A. 0 B.2g v0,方向向上 C.2 v0,方向向下 D.2g v0,方向向下
9.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是(  。
①若動(dòng)量發(fā)生變化,合外力一定對(duì)物體施加沖量,同時(shí)合外力一定對(duì)物體做功
②若動(dòng)量發(fā)生變化,合外力一定對(duì)物體施加沖量,但合外力不一定對(duì)物體做功
③若動(dòng)能發(fā)生變化,合外力一定對(duì)物體作功,同時(shí)合外力一定對(duì)物體施加沖量
④若動(dòng)能發(fā)生變化,合外力一定對(duì)物體作功,但合外力不一定對(duì)物體施加沖量
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【拓展研究】

專題二、動(dòng)量定理及其應(yīng)用
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):動(dòng)量定理為Ⅱ類要求,但只局限于一維情況。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.動(dòng)量定理:
(1)內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化。
(2)表達(dá)式: F•t = mv2? mv1 =Δp 該式將過(guò)程量(合外力的沖量)與狀態(tài)量的變化相聯(lián)系。
2.牛頓第二定律的另一種表達(dá)形式:
F=(mv2-mv1)/Δt = Δp/Δt 即:合外力等于物體動(dòng)量的變化率,且物體所受合外力的方向與物體動(dòng)量變化的方向、加速度的方向、速度變化的方向是相同的。
3.難點(diǎn)釋疑
(1)合外力的沖量與物體動(dòng)量的變化相聯(lián)系,與物體在某時(shí)刻的動(dòng)量無(wú)必然聯(lián)系;引起物體動(dòng)量變化的是物體所受合外力的沖量。
(2)在F•t = mv2-mv1 中,合外力的沖量,終態(tài)的動(dòng)量和初態(tài)的動(dòng)量,都是矢量,可見(jiàn)動(dòng)量定理表達(dá)式是一個(gè)矢量方程,應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)需建立坐標(biāo)系(或規(guī)定正方向)。
(3)應(yīng)用F•Δt=Δp分析一些物理現(xiàn)象。由上式可以看出若Δp保持一定,則力作用的時(shí)間越短,力F就越大,因此在需要增大作用力時(shí),可盡量減小作用時(shí)間,如打擊、碰撞等由于作用時(shí)間短,作用力較大。反之,作用時(shí)間越長(zhǎng),力F就越小,因此在需要減小作用力時(shí),可想法延長(zhǎng)力的作用時(shí)間,如利用海綿、彈簧等的緩沖作用延長(zhǎng)作用時(shí)間。
(4)應(yīng)用I=Δp求變力的沖量。如果物體受大小、方向或大小方向都變化的力的作用,則不能直接用F•Δt求變力的沖量,這時(shí)可以求出在該力沖量作用下物體動(dòng)量改變的大小和方向,等效代換變力的沖量I。
(5)動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的區(qū)別:動(dòng)量定理與動(dòng)能定理一樣,都是以單個(gè)物體為研究對(duì)象,但所描述的物理內(nèi)容差別極大。在研究應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)一定要特別注意其矢量性。物體在力的作用下,在一段時(shí)間內(nèi)速度發(fā)生變化,這類問(wèn)題屬于動(dòng)量定理應(yīng)用問(wèn)題;而物體在力的作用下,在一段位移內(nèi)速度發(fā)生變化,這類問(wèn)題屬于動(dòng)能定理應(yīng)用問(wèn)題?梢(jiàn)它們的差異在于:前者涉及時(shí)間;后者涉及位移(或路程).
【例題精析】
例1物體在恒定的合外力作用下運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是(  )
①物體一定作直線運(yùn)動(dòng) ②單位時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量的增量與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)
③物體的動(dòng)量增量與時(shí)間成正比 ④ 物體的動(dòng)量變化率一定恒定
A.①③ B.②③ C.①③④ D.②③④
解析:針對(duì)①:合外力恒定,若物體原靜止或物體原有初速度的方向與合外力的方向一致或相反,物體作直線運(yùn)動(dòng);若初速度方向與合外力方向不一致,則物體作曲線運(yùn)動(dòng),例如平拋運(yùn)動(dòng)。所以①項(xiàng)錯(cuò)。
針對(duì)②:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量的增量就是動(dòng)量的變化率Δp/Δt=F,即Δp/Δt僅與F有關(guān),而與物體的質(zhì)量m無(wú)關(guān)。
針對(duì)③:由動(dòng)量定理Δp=I=F•Δt,依題F恒定,所以Δp與Δt成正比。
針對(duì)④:由動(dòng)量定理Δp=I=F•Δt,所以物體動(dòng)量變化率Δp/Δt=F是恒定的。
[答案] D
例2如圖5-4,把重物壓在紙帶上,用一水平力緩緩拉動(dòng)紙帶,重物跟著一起運(yùn)動(dòng),若迅速拉動(dòng)紙帶,紙帶將會(huì)從重物下面拉出,解釋這些現(xiàn)象的正確說(shuō)法是(  )
①在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí),重物和紙帶間的摩擦力大②在迅速拉動(dòng)時(shí),紙帶給重物的摩擦力、墼诰徛瓌(dòng)紙帶時(shí),紙帶給重物的沖量大④在迅速拉動(dòng)時(shí),紙帶給重物的沖量小
A.①③ B.②③ C.③④ D.②④
解析:在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí),兩物體之間的作用力是靜摩擦力,在迅速拉動(dòng)時(shí),它們之間的作用力是滑動(dòng)摩擦力。由于通常認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力,所以一般情況是:緩拉摩擦力;快拉摩擦力大。故判斷①、②都錯(cuò)。
在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí),摩擦力雖小些,但作用時(shí)間可以很長(zhǎng),故重物獲得的沖量即動(dòng)量的變化可以很大,所以能把重物帶動(dòng)?炖瓡r(shí),摩擦力雖大些,但作用時(shí)間很短,故沖量小,所以重物動(dòng)量改變很小。 [答案]C
【能力提升】
Ⅰ知識(shí)與技能
1.從同一高度落下的玻璃杯掉到水泥地上易碎,而掉到泥土上不易碎,這是因?yàn)椴AП涞剿嗟孛鏁r(shí)( 。
A.受到?jīng)_量大 B.受到動(dòng)量大 C.受到作用力大 D.動(dòng)量改變量大
2.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到外力作用,若作用前后的動(dòng)量分別為P1、P2,動(dòng)量變化為Δp,速度的變化為ΔV,動(dòng)能的變化為ΔE,則(  )
A.P1=-P2是不可能的 B.Δp垂直于P1是不可能的
C.Δp垂直于ΔV是可能的 D.ΔP≠0,ΔE = 0是可能的
3.甲、乙兩物體的質(zhì)量相同,以相同的初速度在粗糙的水平面上滑行,甲物體比乙物體先停下,下面說(shuō)法正確的是(  )
A.甲物體所受沖量大 B.乙物體所受的沖量大
C.兩物體所受沖量一樣大 D.無(wú)法比較
4.人從高處跳到低處時(shí),為了安全一般都是讓腳尖先著地,下面解釋正確的是( 。
A.增大人對(duì)地的壓強(qiáng),起到安全作用 B.使動(dòng)量的增量變的更小
C.增長(zhǎng)與地面的沖擊時(shí)間,從而減小沖力 D.減小沖量
5.一粒鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始自由下落,然后陷入泥潭中,若把在空中下落的過(guò)程稱為Ⅰ,進(jìn)入泥潭直到停止的過(guò)程稱為Ⅱ,則( 。
①過(guò)程Ⅰ中鋼珠動(dòng)量的改變量等于重力的沖量
②過(guò)程Ⅱ中阻力的沖量的大小等于過(guò)程Ⅰ中重力的沖量大小
③過(guò)程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過(guò)程Ⅰ與過(guò)程Ⅱ中重力的沖量大小
④過(guò)程Ⅱ中鋼珠動(dòng)量的改變量等于阻力的沖量
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
Ⅱ能力與素質(zhì)
6.在空中某一點(diǎn)以大小相等的速度分別豎直上拋,豎直下拋,水平拋出質(zhì)量相等的小球,若空氣阻力不計(jì),經(jīng)過(guò)t秒(小球均未落地),則( 。
A.作上拋運(yùn)動(dòng)的小球動(dòng)量變化最小 B.作下拋運(yùn)動(dòng)的小球動(dòng)量變化最大
C.三個(gè)小球動(dòng)量變化大小相等 D.作平拋運(yùn)動(dòng)小球動(dòng)量變化最小
7.質(zhì)量相等的兩個(gè)物體P和Q并排靜止放在光滑的水平面上,現(xiàn)用一水平恒力F推P物體,同時(shí)與恒力F同方向給Q物體一個(gè)瞬時(shí)沖量I,使兩物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩個(gè)物體重新相遇時(shí),所經(jīng)歷的時(shí)間為( 。
A.I/F B. 2I/F C.2F/I D. F/I
8.水平飛行的子彈打穿固定在水平面上的木塊,經(jīng)歷的時(shí)間為t1,子彈損失的動(dòng)能為ΔE1,系統(tǒng)機(jī)械能的損失為E1。同樣的子彈以同樣的速度打穿放在光滑水平面上的同樣的木塊,經(jīng)歷的時(shí)間為t2,子彈損失的動(dòng)能為ΔE2,系統(tǒng)機(jī)械能的損失為E2,設(shè)在兩種情況下子彈在木塊中所受的阻力相同,則 ①t1<t2 ②ΔE1<ΔE2 ③E1<E2、 E1=E2 中正確的是( 。
A.①④ B.①② C.①③④  D.①②④
9.兩個(gè)物體A和B質(zhì)量分別為A>B,它們以相同的初動(dòng)量開(kāi)始沿地面滑行,若它們滑行相同的距離后停下,滑行中A、B分別受到不變的阻力FA與FB作用,其滑行時(shí)間分別為tA和tB,則有FA FB, tA tB 。
10.物體A和B用輕繩相連掛在輕彈簧下靜止不動(dòng),如圖5-5,A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為.當(dāng)連接A、B的繩突然斷開(kāi)后,物體A上升經(jīng)某一位置時(shí)的速度大小為v,這時(shí)物體B的下落速度大小為u,如圖b.在這段時(shí)間里,彈簧的彈力對(duì)物體A的沖量為 ( 。                              A.mv    B.mv-u    C.mv+u    D.mv+mu

【拓展研究】
11.高級(jí)轎車(chē)中使用一種安全氣囊,以防止撞車(chē)時(shí)坐在駕駛室的司機(jī)因?yàn)橄蚯皼_撞發(fā)生意外。這種氣囊有一種能在高溫下分解出氣體的混合物,例如氣配方:68%NaN3(疊氮化鈉),5% NaNO2, 5%陶土,14%Fe2O3粉,2%SiO2粉,6%石墨纖維。這些粉末經(jīng)加壓成型后,裝在一個(gè)大袋子里,袋子放在駕駛室座位前,撞車(chē)時(shí),約在10ms內(nèi)引發(fā)下列反應(yīng):2NaN3=2Na+3N2(3650C分解) 反應(yīng)大約在30ms內(nèi)結(jié)束,袋內(nèi)充滿N2而脹大,阻止人體前沖,在以后的100—200ms內(nèi)氣體“消失”,同時(shí)袋內(nèi)的鈉變成氧化鈉,試問(wèn):
(1)什么氣體必須在以后的一定時(shí)間內(nèi)“消失”而不能始終存在?
(2)假如轎車(chē)在80m/h的速度時(shí)發(fā)生撞車(chē),人由于氣袋的作用而在撞車(chē)后的120ms速度減為零,試估算氣袋在撞車(chē)時(shí)對(duì)一個(gè)成人的平均作用力?(人體質(zhì)量為60g)
(3)若氣袋內(nèi)儲(chǔ)有189g NaN3,碰撞后迅速完全分解為Na和N2,已知?dú)獯娜莘e為60L,當(dāng)分解反應(yīng)剛好結(jié)束,氣體完全充滿氣袋時(shí),氣袋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多少個(gè)大氣壓?(設(shè)此瞬間的溫度為3800C)
(4)你認(rèn)為陶土和SiO2能起到什么作用?
專題三、動(dòng)量守恒定律表達(dá)式及其守恒條
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律為Ⅱ類要求,但只局限于一維的情況。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.動(dòng)量守恒定律:
(1)內(nèi)容:系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。
(2)表達(dá)式:P=P′ 或者 m1v1 + m2v2 = m1v1′+ m2v2′
(3)適用范圍:比牛頓定律的適用范圍要廣泛的多,小到微觀粒子間的作用,大到天體間作用,無(wú)論物體間作用力性質(zhì)如何都適用。中學(xué)階段,運(yùn)用動(dòng)量守恒定律研究的對(duì)象主要是一條直線上運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體所組成的系統(tǒng),如兩球相碰問(wèn)題。
2.動(dòng)量守恒條:
(1)如果研究的系統(tǒng)所受合外力為零,則系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。也就是說(shuō),系統(tǒng)內(nèi)力不能使系統(tǒng)的總動(dòng)量發(fā)生改變,且對(duì)內(nèi)力的性質(zhì)無(wú)任何限制。這一點(diǎn)與機(jī)械能守恒定律有本質(zhì)的差別。
(2)如果研究的系統(tǒng)所受合外力不等于零,但合外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力(即合外力可以忽略),則仍可認(rèn)為總動(dòng)量守恒。這種情況的特點(diǎn)是物體間相互作用時(shí)間很短,如碰撞、爆炸、打擊等類的作用。
(3)如果研究的系統(tǒng)所受合外力不等于零,但沿某一方向合外力的分量為零,則沿該方向系統(tǒng)總動(dòng)量的分量守恒。
3.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題步驟:
(1)明確研究系統(tǒng),判斷動(dòng)量是否守恒。
(2)選取正方向,明確作用前總動(dòng)量和作用后總動(dòng)量。
(3)列方程,P前 = P后    
(4)解方程。
4.難點(diǎn)釋疑
(1)正確區(qū)分內(nèi)力和外力,外力指系統(tǒng)外物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力,內(nèi)力指研究系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用。
(2)動(dòng)量守恒定律具有矢量性,列方程前要先規(guī)定正方向。
(3)動(dòng)量守恒定律只涉及作用前后物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),解題時(shí)不必過(guò)問(wèn)過(guò)程的細(xì)節(jié)。
(4)動(dòng)量守恒的幾種表達(dá)式及其推廣式:
① P=P′ ②ΔP=0 ③ΔP1=-ΔP2 ④m1v1 + m2v2 = m1v1′+ m2v2′
0= m1v1 + m2v2(適用于原靜止的兩物體組成的系統(tǒng),由此式可推得你動(dòng)
我動(dòng)、你快我快、你慢我慢、你停我停,你我速率和各自質(zhì)量成反比)
m1v1 + m2v2 =(m1 + m2)v′(適用于兩物體相互作用后結(jié)合在一起的情況)
【例題精析】
例1一輛小車(chē)靜止在光滑的水平面上,小車(chē)立柱上固定一條長(zhǎng)L,拴有小球 的細(xì)線,小球拉至和懸點(diǎn)在同一水平面處釋放,如圖5-6所示,小球擺動(dòng)時(shí),不計(jì)一切阻力,下面說(shuō)法中正確的是(  )
①小球和小車(chē)的總機(jī)械能守恒 ②小球和小車(chē)的動(dòng)量守恒③小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度為 ④小球和小車(chē)只有在水平方向上動(dòng)量守恒
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
解析:小球、小車(chē)和地球組成的系統(tǒng),只有動(dòng)能和勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化,故①正確;小球和小車(chē)組成的系統(tǒng)因有外力(重力)作用,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,但水平方向不受外力作用,因而水平方向滿足動(dòng)量守恒,故②錯(cuò),而④選項(xiàng)正確;小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),若小車(chē)靜止,其速度為 ,但由于小球和小車(chē)之間的相互作用,小車(chē)也具有動(dòng)能,因而根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知,小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度小于 ,故③選項(xiàng)錯(cuò)。
答案:B
例2 質(zhì)量=200kg的小車(chē),上面站著一個(gè)質(zhì)量為m=50kg的人,車(chē)以v0=1m/s的速度在光滑水平面上前進(jìn),當(dāng)人相對(duì)車(chē)以v=2m/s向后水平跳出后,車(chē)速變?yōu)槎嗌伲?br />解析:設(shè)車(chē)速變?yōu)関′,人相對(duì)車(chē)跳出后轉(zhuǎn)換成相對(duì)地面的速度為v′- v
根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:( + m)v0 = v′+ m(v′- v) 代入數(shù)據(jù)得:
v′= = =1.4m/s
錯(cuò)解一:( + m)v0 = v′+ m(v0 - v) (違背了動(dòng)量守恒定律的同時(shí)性,即人跳車(chē)后,車(chē)速已不再是v0,人相對(duì)車(chē)的速度不是相對(duì)跳車(chē)前車(chē)的速度,而是相對(duì)跳車(chē)后車(chē)的速度)
錯(cuò)解二:( + m)v0 = v′- mv (違背了動(dòng)量守恒定律的同一性,即動(dòng)量守恒式中的各速度應(yīng)是相對(duì)同一參照系)
小結(jié):動(dòng)量守恒式中的各速度應(yīng)是相對(duì)同一參照系,一般選地面為參照物;相互作用的各物體的動(dòng)量應(yīng)分別是作用前同一時(shí)刻和作用后同一時(shí)刻的動(dòng)量。
【能力提升】
Ⅰ知識(shí)與技能
1.如圖5-7所示的裝置中,木塊B與水平桌面的接觸是光滑的,子彈A沿水平方向射入木塊后留在其中,現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究系統(tǒng),則此系統(tǒng)從子彈開(kāi)始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過(guò)程中( 。
A.動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒; B.動(dòng)量不守恒、機(jī)械能不守恒;
C.動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒; D.動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒;
2.如圖5-8所示,光滑水平面上A、B兩小車(chē)中有一彈簧,用手抓住小車(chē)并將彈簧壓縮后使小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài),將兩小車(chē)及彈簧看作系統(tǒng),下面的說(shuō)法正確的是(。
①若同時(shí)放開(kāi)兩手,則A、B兩車(chē)的總動(dòng)量為零
②先放A車(chē)后放B車(chē),則系統(tǒng)的動(dòng)量守恒而機(jī)械能不守恒
③先放B車(chē)后放A車(chē)(手保持不動(dòng)),則系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒而機(jī)械能守恒
④先放A車(chē),后用手推B動(dòng)車(chē),則系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒,機(jī)械能也不守恒
A.①④ B.①② C.①③④  D.①②④
3.一只小船停止在湖面上,一個(gè)人從小船的一端走到另一端,不計(jì)水的阻力,下列說(shuō)法正確的是( 。
①人在船上行走,人對(duì)船的沖量比船對(duì)人的沖量小,所以人向前運(yùn)動(dòng)的快,船后退的慢;②人在船上行走時(shí),人的質(zhì)量比船的小,它們的沖量大小是相等的,所以人向前運(yùn)動(dòng)的快,船后退的慢; ③當(dāng)人停止走動(dòng)時(shí),因船的慣性大,所以船將繼續(xù)后退;④當(dāng)人停止走動(dòng)時(shí),因總動(dòng)量守恒,故船也停止后退。
A.②④ B.①② C.③④  D.①④
4.靜止在湖面的小船上有兩個(gè)人分別向相反方向拋出質(zhì)量相同的小球,甲向左拋,乙向右拋,甲先拋,乙后拋,拋出后兩小球相對(duì)岸的速率相等,則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.兩球拋出后,船往左以一定速度運(yùn)動(dòng),乙球受到的沖量大一些。
B.兩球拋出后,船往右以一定速度運(yùn)動(dòng),甲球受到的沖量大一些。
C.兩球拋出后,船的速度為零,甲球受到的沖量大一些。
D.兩球拋出后,船的速度為零,兩球受到的沖量相等。
5.一個(gè)質(zhì)量為2kg的裝砂小車(chē),沿光滑的水平面以3m/s的速度運(yùn)動(dòng),一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球從0.2m高處自由落下,恰落入小車(chē)的砂中,這以后小車(chē)的速度為( 。               
A.2m/s     B.3m/s C.2.7m/s     D.0
Ⅱ能力與素質(zhì)
6.質(zhì)量為的金屬塊和質(zhì)量為m的木塊用細(xì)線系在一起,以速度v在水中勻速下沉,某一時(shí)刻細(xì)線斷了,則當(dāng)木塊停止下沉的時(shí)刻,鐵塊下沉的速度為 。(設(shè)水足夠深,水的阻力不計(jì))
7.如圖5-9所示,質(zhì)量為m1的物體A和質(zhì)量為m2的物體B用細(xì)線連接,在水平恒力F的作用下,A、B一起沿足夠大的水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為V,現(xiàn)剪斷細(xì)線并保持F的大小、方向不變,則當(dāng)物體B停下時(shí),物體A的速度是 。
8.質(zhì)量為的氣球下吊一架輕的繩梯,梯上站著質(zhì)量為m的人.氣球以v0速度勻速上升.如果人加速向上爬,當(dāng)他相對(duì)于梯的速度達(dá)到V時(shí),氣球的速度將變?yōu)椤          ?.
9.質(zhì)量為30kg的小孩推著質(zhì)量為10kg的冰車(chē),在水平冰面上以2.0m/s的速度滑行,不計(jì)冰面摩擦,若小孩突然以5.0m/s的速度(對(duì)地)將冰車(chē)推出后,小孩的速度變?yōu)開(kāi)_____m/s。這一過(guò)程中,小孩對(duì)冰車(chē)所做的功為_(kāi)_____ J。
【拓展研究】
10.總質(zhì)量為=0.5kg的小火箭(內(nèi)含0.1kg火藥),若火藥全部燃燒,并以v=240m/s的速度全部豎直向下噴出,空氣阻力為重力的0.2倍,求火箭能上升的最大高度.(提示:火藥噴出過(guò)程極短.此過(guò)程內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力.動(dòng)量守恒)
專題四、平均動(dòng)量守恒及分方向動(dòng)量守恒
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律為Ⅱ類要求,但只局限于一維的情況。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.分方向動(dòng)量守恒:
系統(tǒng)所受合力不為零,總動(dòng)量不守恒,若某一方向上合外力為零,這個(gè)方向上動(dòng)量還是守恒的。
2.平均動(dòng)量守恒:
若系統(tǒng)在全過(guò)程中動(dòng)量守恒,則這一系統(tǒng)在全過(guò)程中的平均動(dòng)量也必定守恒,如果系統(tǒng)是由兩個(gè)物體組成的,且相互作用前均靜止,相互作用后均發(fā)生運(yùn)動(dòng),則由0=m1v1 - m2v2得結(jié)論:m1s1=m2s2,使用時(shí)應(yīng)明確s1、s2必須是相對(duì)同一參照物位移的大小。
3.難點(diǎn)釋疑
(1)對(duì)某一方向動(dòng)量守恒,列式要特別注意把速度投影到這個(gè)方向上,同時(shí)要注意各量的正負(fù)。
(2)如果過(guò)程動(dòng)量守恒涉及位移問(wèn)題,且兩物體作用前均靜止,由m1s1=m2s2計(jì)算方便,須正確畫(huà)出位移關(guān)系草圖。
【例題精析】
例1如圖5-10所示,將質(zhì)量為m的鉛球以大小為v0,仰角為θ的初速拋入一個(gè)裝著砂子的總質(zhì)量為的靜止砂車(chē)中,砂車(chē)與地面的摩擦不計(jì),球與砂車(chē)的共同速度等于多少?
解析:把鉛球和砂車(chē)看成一系統(tǒng),系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中不受水平方向的外力,設(shè)共同速度為v,由水平方向動(dòng)量守恒:mv0cosθ=(+m)v 得 v= mv0cosθ/( +m)
小結(jié):此題水平方向動(dòng)量守恒,列式要特別注意把速度投影到這個(gè)方向上。
例2一個(gè)質(zhì)量為,底邊長(zhǎng)為b的三角形劈靜止于光滑的水平地面上,如圖5-11 所示,有一質(zhì)量為m的小球由斜面頂部無(wú)初速滑到底部時(shí),求劈運(yùn)動(dòng)的位移?
解析:如圖設(shè)劈的位移為s,則小球的水平位移為(b-s),由水平方向平均動(dòng)量守恒m1s1=m2s2 有s=m(b-s)
得 s=mb/(+m)
小結(jié):用m1s1=m2s2解題,關(guān)鍵是判明動(dòng)量是否守恒,初速是否為零(若不為零,則此式不成立),其次是畫(huà)出各物體在守恒方向上的位移(相對(duì)同一參照)草圖,找出各長(zhǎng)度間的關(guān)系式。




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