动量守恒定律ppt 【每日一练】半圆,分析与半圆槽固定时相同
A.球在半圆槽内运动的整个过程中,只有重力作用于它。球在半圆槽内运动的整个过程中,球和半圆槽的动量在水平方向C上是守恒的。球从半圆槽的最低点B到C点的运动过程中,球的动量和半圆形凹槽在水平方向上是守恒的 D。球离开 C 点后,会做一个垂直向上的抛掷运动 【解析】选 C。这个问题的受力分析要区别于左侧无挡块,半圆槽固定在水平面上,如图1所示:在从A→B的过程中,半圆槽对球体的支撑力N沿径向指向。圆心,球对半圆槽的压力N'是相反的,指向左下方,因为有挡块阻挡,所以半圆槽不会向左移动,情况与固定半圆槽时相同。但是,在B→C的过程中,球对半圆槽的压力N'是向下向右的,所以半圆槽应该向右移动。由于半圆槽向右移动,所以球的轨迹不是圆弧,而是半圆槽向右移动。球的支撑力不垂直于球的运动方向,支撑力需要做功。所以A错了。又因为有挡块,在球运动的整个过程中,水平方向的动量不守恒,即B不正确。当小球运动到C点时,它的两个子运动的速度方向如图2所示,并且不是垂直向上的,所以之后小球做了一个斜向上的抛掷运动,即D不正确球在半圆槽内从B向C运动的过程中,虽然一开始半圆槽与其左侧的挡块接触,但不再受挤压,水平面光滑,因此系统不受水平方向任何外力的影响。在这个过程中,系统的动量在水平方向上是守恒的。
所以选项 C 是正确的。 【经典例子3】两艘小船平行行驶,彼此相对,航路相邻。当它们彼此成一直线时,从每条船上将一个质量为 m=50 kg 的沙袋扔到对面的船上。结果,载重较小的一艘船停了下来,另一艘船以8.5m/s的速度朝着原来的方向航行。设两艘船和小船的载重分别为m1=500 kg和m2=1 000 kg。在交换沙袋之前询问两艘船的速度。忽略水的阻力,换沙袋时不会影响船的航向,如图。 【解题指导】解题要掌握以下三点:(1)以两艘船和交换的沙袋为研究对象,建立动量守恒方程。(2) m1抛沙袋后的剩余部分和m2抛的沙袋作为研究对象,建立动量守恒方程。 【标准解】设交换沙袋前m1的速度为v1,m2的速度为v2,交换后m1的速度为零,m2的速度为v2′ =8.5 m/s.以整体为研究对象,m2的运动方向为正方向,则交换前系统的总动量为p=m2v2-m1v1,交换后系统的总动量为交换为 p′=0+m2v2′。根据定律动量守恒,m2v2-m1v1=m2v2′①另一种研究体系可以如下 确定方程有两种方法: 方法一:取m1抛沙包后的剩余部分和m2抛沙包后的剩余部分为研究对象,那么在动作前,系统总动量p=mv2-(m1-m)v1,当沙袋被抛入m1后,总动量p′=0,系统不受外力影响沿路线方向,根据动量守恒定律:mv2-(m1-m)v1=0。
② 方法二:以m2抛沙包后的剩余部分和m1抛沙包后的剩余部分为研究对象,则系统在动作前的总动量为p=(m2-m)v2-mv1,当抛出的沙包为p=(m2-m)v2-mv1 沙包落入m2后,总动量p′=m2v2′,则根据动量守恒定律,有(m2-m)v2-mv1 =m2v2'。 ③从①②③中选择两个方程组成方程组,可以解出v1=1 m/s,v2=9 m/s。 【变异训练】(2010·山东高考)如图所示动量守恒定律ppt,滑块A、C的质量为m,滑块B的质量为m。开始时,A 和 B 分别以 v1、v2 的速度沿着平滑的水平轨道移动到固定在右侧的挡板。现在,C 放在 A 上没有初始速度,粘合后不会与 A 分离。 ,此时A和B距离比较近,B距离挡板足够远。如果B撞到挡板,它会以原来的速度弹回来,A和B相互碰撞。为了让B与挡板发生两次碰撞,v1、v2应该满足什么关系? 【解析】设置正确的方向为正方向,A和C结合在一起的共同速度为v′,根据动量守恒定律mv1=2mv′ ①为了保证A追不上B 在 B 第一次接触挡板前,应满足 v′≤v2② 设碰撞后 A 和 B 的共同速度为 v″,根据动量守恒定律,③为了使 B 与再折腾一下,应该满足v″>0④ 同时解出公式①②③④ 得到答案:四、类爆炸动量守恒与能量的结合问题 1. 爆炸的特点是物体之间的相互作用是突然发生的虽然相互作用力是变力,但作用时间很短。爆炸产生的内力远大于外力(如重力、摩擦力等),所以爆炸过程中外力的影响可以忽略不计,系统满足守恒条件爆炸过程中的动量,所以可以利用动量守恒定律来解决爆炸问题。
2。由于爆炸过程中物体之间的相互作用时间很短,所以物体在动作过程中的位移很小,一般可以忽略不计。因此,动作过程可以看作是一个理想化的过程。瞬时位置开始以新的动量移动。 3、爆炸过程能量守恒,但机械能不守恒。炸药的化学能在爆炸过程中转化为内能和弹片的动能,爆炸后系统的动能会增加。 【经典例子4】 一颗手榴弹以初速度v0和水平方向以60°角向上抛掷,到达最高点时会爆炸成两颗质量分别为m和2m的碎片。质量较大的那颗以 2v0 的速度沿原方向飞行。 (1)求另一个质量更小的弹片的速度大小和方向。(2)在爆炸过程中有多少化学能转化为弹片的动能。【解题指导】 ] 根据本题的目的确定要选择的研究过程——爆炸过程,并判断该过程是否满足动量守恒;确定爆炸过程的初态和终态;求解初态,即手榴弹到达最高点爆炸前的速度是关键;结合爆炸过程中的能量守恒分析解决。水平方向匀速,最高点爆炸前速度:v1=°=设置v1方向为正方向,如图所示:根据动量守恒定律:3mv 1=2mv′1+mv2。爆炸后大弹片的速度为v′1=2v0,小弹片的速度为v2,解为v2=-2。
5v0,“-”号表示v2的方向与爆炸前的速度方向相反。 (2)爆炸过程中化学能转化为动能等于系统动能的增量,即: 答:(1)2. 5v0的方向与爆炸前的速度方向(2) [更改]公式训练]有一个弹丸垂直向上发射,弹丸质量M= 6.0 kg(包括炸药的质量可忽略不计),初速度v0=60 m/s,当弹丸到达最高点时,爆炸将沿水平方向的两块,其中一块质量为4.0公斤,要求这块不能落在以发射点为圆心,半径R=600m的圆范围内,那么两枚弹片爆炸后的总动能至少为多少?(无空气阻力,g为10 m/s2) 【解析】此刻内力远大于外力爆炸时,系统动量守恒,炮弹爆炸后形成的两片弹片被抛平。从题意来看,两个弹片的飞行时间:所以质量为m1=4.0kg的弹片的速度至少为:另一个弹片的质量为m2=M-m1=2.0kg,设置它的速度为v2,取v1方向为正方向,由动量守恒:m1v1+m2v2=0,解为v2=-200 m/s,负号表示质量为m2的弹片,质量为 m1 的弹片向相反方向移动。因此,爆炸后两枚弹片的总动能至少: 答案:6. 0×104 J [变体选项] 将炮弹发射到空中,忽略空气阻力,当炮弹的速度刚好在水平方向,炮弹会爆炸成a和b两块。较大的 a 的速度方向仍沿原方向,则 ( ) A。
B的速度方向必须与原来的速度方向B相反。在从爆炸到着陆的这段时间内,飞行的水平距离必须大于b的水平距离。 a、b 必须同时到达水平地面 D. 在爆破过程中,a 和 b 上的爆炸力的大小必须相等。 【解析】选C和D。炮弹爆炸前后动量守恒,选择v0方向为正方向,则mv0=mava+mbvb,显然vb>0,vbva, vb<va, vb=va 也都是可能的。所以 A 和 B 是错误的。爆炸后,a和b都做平抛动作,C正确。爆炸过程中,a和b之间的力是相互作用力,所以D是正确的,答案是C和D。【典型例子】如图,块的质量m=4kg,a固定平台以 v=2 m/s 的速度水平滑动。平板的质量M=16kg,块体与平板的动摩擦系数μ=0.2,其他摩擦不计(g=10m/s2),求:(< @1)方块相对平板静止时方块的速度;(2)方块在平板中)(3)平板至少要多长才能防止方块从平板上滑下来?【解题指导】识别系统由哪些物体组成,分析系统的受力,判断其动量是否守恒。【标准答案】块在平板上滑动后,在小车对它的摩擦力的作用下开始减速,小车在挡块对其的摩擦力的作用下开始加速,当两个速度相等时,挡块相对平板静止且不再发生相对滑动。
(1)在将块体滑到平台上的过程中,两者组成的系统的动量守恒,取v的方向为正方向。mv=(M+m )v′,v′==0. 4 m/s,即当块体相对于平台静止时,块体速度为0.4 m/s。(2)对于滑块,动量定理-μmgt=mv′-mv, (3) 块在平台上滑动时,两者均作匀速直线运动,运动时间相同。因此,距离Δx=x1-x2=0.8块在平板上滑动的 m 为 Δx=x1-x2=0.8 m。块在至少 0.8 m 长的平板车上不会向下滑动。答案:(1)0.4 m/s ( 2)0.8 s (3)0.8 m 一、多选1.把枪水平固定在小车上,小车放置在平整的水平地面上,当枪发射子弹时,下列关于枪、子弹和车的说法中正确的是( ) A. 由枪和子弹组成的系统的动量是守恒的 B. 由枪和汽车组成的系统的动量是守恒的 C. 如果忽略子弹和枪管之间的摩擦力,由枪、汽车和子弹组成的系统的动量近似守恒 D. 枪、子弹、车组成的系统的动量守恒 [分析] 选 D. 在枪发射子弹的过程中,它们的相互作用力是火药的爆炸力和子弹与子弹之间的摩擦力当子弹在枪管中移动时,枪管。车在平地上一起以一定的速度行驶,枪和车之间也有一个力。如果系统选择了枪和子弹,那么汽车给枪的力就是外力,选项A错误。
如果系统选择枪和车,子弹对枪的作用力为外力,选项B错误。如果选择车、枪、弹作为系统,爆发力和子弹与枪管的摩擦力都是内力,不存在忽视的问题。 C是错的,D是对的。 2.(2010年华安中学二检)汽车静止在光滑的水平面上,A和B分别站在汽车的左右两端,A和B同时朝相反的方向移动,此时汽车正在向左移动,以下情况可能正确的是( )A。 A 和 B 具有相同的质量和相同的速度。 A和B的质量相同,A的速度小于C的速度。A和B的速度相同,A的质量D较大。A和B的速率相等,A的质量小【解析】选C,根据动量守恒,人与车的总动量为零。当两者相向运动时,汽车的动量向左,A 和 B 的总动量必然向右。因此,站在左端的 A 的动量大于汽车的动量。站在右端的 B 有向左的动量,所以选项 C 是正确的。 3、汽车牵引拖车在直路上匀速行驶,突然拖车与汽车脱钩,但汽车的牵引力不变,它们受到的阻力不变。解耦后,挂车停止前( ) A. 小车和挂车的总动量保持不变 B. 小车和挂车的总动能保持不变 C. 小车和挂车的总动量增加 D.汽车和挂车的总动能减小 [分析] 选A。汽车和挂车原本匀速直线运动,合外力为零。拖车与汽车脱钩后,汽车的牵引力保持不变,各自的阻力也没有变化。因此,拖车和汽车组成的系统的合外力仍然为零,动量守恒。 , A 正确,C 错误;物理过程分析表明,脱钩后,同一时间段内小车产生的位移大于挂车减速引起的位移,合外力对小车和挂车做正功,总动能变大,B、D错;所以选择A。
4。 (2011·梅州高中考试) 一个人站在一艘还漂浮在水面上的小船上。从某个时刻开始,人们从船头移动到船尾,水的阻力被设置为可以忽略不计。那么在这段时间内,人和船的运动为 ( ) A. 人匀速运动,船匀速后退,两者的速度与它们的质量成反比 B. 当人匀速运动,船匀速后退,两者的速度必须相同。不管人怎么走,两者的速度在任何时候总是相反的方向,并且大小与他们的质量成反比 D. 人走到船尾就停止了行走,但是船停了[分析】选A、C、D。人和船组成的系统动量守恒,总动量为0。因此,无论人怎么走动,两者的动量大小相等,方向相反随时指导。如果人停止移动,船也停止移动,选项 A、C 和 D 正确。选项B的速度不一定相等,因为人和船的质量不一定相等。 5.下列关于动量和动量守恒的说法正确的是( ) A.物体的质量越大,动量越大。如果物体的动量相同,则物体的质量和速度的乘积相等,反之亦然 C. 当物体的运动状态发生变化时,其动量必然变化 D. 系统的动量为守恒,动能不一定守恒。某个方向的动量是守恒的,系统的整体动量不一定是守恒的。 【解析】选C和D。运动物体的质量和速度的乘积叫做动量。表达式为 p=mv。动量是一个向量并且是瞬时的。物体的动量相等,即物体的质量和速度的乘积相等,但物体的质量和速度的乘积相等。 ,其方向不一定相等;物体的运动状态发生了变化,其速度的大小和方向必然发生了变化,其动量也必然发生了变化;因此选项A和B是错误的,但C是正确的;系统的动量是守恒的,动能不一定是守恒的, 选项 D 正确。
6。 (2011年哈尔滨中学二检)如图所示,物体A和B的质量比为mA:mB=3:2。它们原本静止在平板C上。A和B之间有一个压缩弹簧。B与平板上表面的动摩擦系数相同,地面光滑。当弹簧突然松开时,有 ( ) ①A、B 系动量守恒 ②A、B、C 系动量守恒 ③小车左移 ④小车右移 A. ①③ B. ②④C. ①④ D. ②③ 【分析】选 D。动摩擦系数相同,但 A 和 B 对汽车上表面的摩擦力不同,所以 A 和 B 组成的系统的动量不保守的。但是,对于由A、B、C组成的系统,摩擦力是内力,所以动量守恒,②正确;根据相同的动摩擦因数,A的摩擦力大于B的摩擦力,弹簧对A和B的弹力大小相等,A的合力小于B的合力,动作时间相同。根据动量定理,B向右的动量大于A向左的动量,A和B的合动量向右,所以汽车的动量向左。 ③ 正确,故选项 D 正确。 7、如图所示,在光滑的水平面上放置一个光滑的半圆形凹槽,凹槽左侧的水平面上固定有一块块。现在让一个小球从A槽左侧从静止状态下落,从A点切入弧槽的槽,那么下面的结论是正确的( ) * * 一、综合理解守恒定律一、研究对象动量守恒定律的研究对象是一个相互作用的物体系统。
2。对系统“总动量不变”的理解(1)整个过程中系统任意两个时刻的总动量相等,不能误认为初态和终态的总动量为(2)系统的总动量保持不变,但系统中每个物体的动量可能是不断变化的。(3)系统总动量是指系统中物体的动量,总动量不变是指系统总动量的大小和方向保持不变。 3. 阐明动量守恒定律的“五个性质” (1)有条件的:动量守恒定律的应用是有条件的,应用时首先要判断系统是否满足动量守恒定律条件。①系统不受外力影响,即是一个理想的情况,比如宇宙中两颗行星的碰撞,微观粒子之间的碰撞可以算是这种情况。 ②系统受外力影响,但外力之和——即合外力为零:如两个物体在光滑水平面上的碰撞,重力和支撑力的合力为零。这两个对象为零。 ③ 系统受外力影响,但当系统上的外力远小于系统内物体间的内力时,系统的总动量近似守恒。例如,当投掷的手榴弹在空中爆炸时,火药对弹片的内力远大于其重力。重力可以完全忽略,系统的动量近似守恒。 ④系统受外力影响,合外力不为零,即F合≠0,但某一方向的合外力为零(Fx=0或Fy=0),系统的动量在这个方向上是守恒的。⑤ 系统受到外力的影响,但在某个方向上,内力远大于外力,系统的动量也可以认为是守恒的这个方向。
(2)矢量动量守恒定律的表达式是一个矢量公式,其矢量性表示为: ①该公式表明,系统的总动量不仅大小相等,而且②在计算初、终态系统的总动量p=p1+p2+…和p′=p′1+p′2+…时,应根据向量计算算法,如果每个物体的动量方向在同一条直线上,应该按照向量算法计算,选择一个正方向,将向量运算转化为代数运算,正负号表示方向在计算过程中一定不能丢失。(3)相对论:在动量守恒定律中,系统中每个物体在相互作用前后的动量,必须是相对于同一个惯性系的,而速度每个对象的通常是相关的到了地上。 (4)同时性:在动量守恒定律中p1、p2……一定是系统中的物体相互作用前的同一时刻的动量,p′1、p′2…一定是系统中物体相互作用后同一时刻的动量。(5)万能的:动量守恒定律不仅适用于两个由多个物体组成的系统也适用于由多个物体组成的系统。不仅适用于由宏观物体组成的系统动量守恒定律ppt,也适用于由微观粒子组成的系统。 4. 动量守恒定律不同表达方式的表达意义(1)p=p′:系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′。(2)Δp1=-Δp2:两个相互作用物体的系统, 一个物体的动量变化量另一个物体的动量变化大小相等,方向相反方向。 (3)Δp=0:系统总动量增量为零。
(4)m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2:在一个由两个相互作用的物体组成的系统中,动作前的动量之和等于动作后的动量之和。 5. 运用动量守恒定律分析 解题步骤及注意事项(1)确定研究对象,明确研究哪个系统或哪些对象。(2)确定研究阶段,明确研究过程,是单个过程还是多个过程(3)判断对应过程是否满足动量守恒条件,进行受力分析,明确内外力。(4)@ >选择合适的参考系(通常是地球),在统一的参考系中(5)建立坐标系,选择正方向,确定相关速度和动量的符号。(6)@ >选择熟悉的动量守恒定律表达式,求解方程(一般,o只考虑初态和终态的动量,不考虑中间过程。)(7)根据结果结合题意进行必要的讨论,确定最终结论。哪个研究过程满足动量守恒条件是很清楚的。这个过程涉及到哪个系统,系统由哪些对象组成,区分内力和外力,明确动量守恒过程的初态和终态,确定正方向,选择合适的公式解方程。 【经典案例1】如图所示,A、B两个孩子各自乘坐冰车在水平冰上玩耍。 A和他的冰车的总质量是30公斤,B和他的冰车的总质量也是30公斤。游戏过程中,A推着一个质量为15kg的盒子并以2m/s的速度与他一起滑行,B以同样的速度迎面滑行。
为了避免碰撞,A突然将箱子沿冰面推向B,箱子滑向B,B迅速抓住它。如果忽略冰面上的摩擦力,A 将盒子推出(相对)多快以避免与 B 碰撞? [解题指导](1)确定合适的过程,正确选择研究对象,A和盒子,B和盒子。(2)判断系统是否满足动量守恒条件.(3)要正确确定初态和终态,一般只掌握初态和终态的动量,不考虑过程细节。【标准解】为了避免碰撞,需要B抓箱子,A的速度和方向完全一样,A、B和冰车的质量是M,箱子的质量是m,A推箱子后的速度是v1,盒子为v,B抓住盒子后的速度为v2。对于A和盒子,推动盒子前后的动量是守恒的,取初速度方向为正方向,根据守恒定律动量的:(M+m)v0=mv+Mv1①对于B和盒子,拿动量c前后的盒子守恒,以盒子的初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有:mv-Mv0=(M+m)v2②刚好不碰撞的条件是:v1=v2③同时①②③解:v=5.2 m/s,方向与A和box的初速度方向一致。 【方法】处理动量守恒应用问题的一般思路 1.判断问题所涉及的物理过程是否满足动量守恒条件。 2. the and the of the and final to the in the . 3. the , an to solve.
[ ] (2011 ) On a plane, after a ball A with mass m and v with ball B with mass 2m, the speed of ball A is the same as the , the of the of ball B after the may be ( ) A. 0.6vB. 0.4v C. 0.3vD. 0.2v [] A. to the law of of , mv=mvA+2mvB, which that the of the A ball is the . From the of the , we can see that vA is , then 2mvB>mv, so the speed of the B ball may be 0.6v, so A. 二、 of in a and the of 1. The of the law of of are . When the force on the is not zero, the total of the is not , but in many cases, the of the force in a is zero, then in The of the in this is . 2. the and final of the in this , and the of the and final . 3. the . 4. List the in with the used of , or . 5. Based on the and of the topic, a is drawn. [ 2] (2011 High ) A with a 1/4 arc track of mass M is at rest on a , as shown in the , a ball with a mass of M is at the speed v0 After onto the and a , the ball to the left end of the car, then ( ) A.
The ball will then do a throw B to the left. The ball will be in free fall C. In this , the work done by the ball to the car is D. The of the ball on the arc is v02/2g [- ] to the force of the and the work of each force, the and of the are . [ ] B or C. When the ball rises to the point, it is with the car, and has a speed v'. to the law of of and the law of of : Mv0=2Mv'①② ①②: Know that D is wrong. From the ball up to down and the car, the of the in the is . of the force, the is . This is to . After the , the two , that is, the speed of the ball zero. , to do free fall, so B and C are right and A is wrong. [ ] As shown in the , a block of mass m down from the top of a 1/4 of R and mass M from rest. are known to slide along . What is the speed at which the block out of the slot? [] the of the block from the to the notch, the of the of the block and the is not to force, and the in the is . the speed of the block out of the slot is v2, and the speed of the slot is v1, then: mv2-Mv1=0① When the block down, only does work, is , and the at the point of the block is into wood The when the block out of the slot and the of the slot, : ② ①② two to solve the speed of the block out of the slot: : 三、There are many of of in a multi-, multi- When two , the is often more . When such , be paid to: 1.
the of the state of each in the of , and a model. 2. the in the , and find out the state that each stage. 3. When , it is often to to in the , or the in the into small to the of , and . 4. of not only meet the of of , but also . do not pay to the of the state. *
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