高中物理第十六章动量守恒定律第3节动量守恒定律（第2课时）学案新人教版选修3_5

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1、3　动量守恒定律第2课时　动量守恒定律的应用课堂合作探究问题导学一、某一方向上动量守恒定律的应用活动与探究1在下列各过程中，把物体A和B看成一个系统，试讨论以下各过程系统的动量守恒情况。1．小车B在光滑水平面上，球A沿车上的光滑槽滚动，如图甲所示。甲2．物体A在光滑斜面体B上下滑，斜面体与水平面也无摩擦，如图乙所示。乙3．人在小船（B物体）上向右水平抛出石块A，忽略水和空气的阻力，如图丙所示。丙4．子弹A竖直向下射入位于地面上的木块B中，并未穿出，如图丁所示。丁5．以上各种运动情景中，哪些运动过程中，系统的动量不守恒，这些运动过

2、程中是否还可以应用动量守恒定律解题？迁移与应用1如图所示，带有半径为R的光滑圆弧的小车其质量为M，置于光滑水平面上，一质量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放，则球离开小车时，球和车的速度分别为多少？对于某一方向上合外力为零或内力远大于外力的情况，可在该方向上应用动量守恒定律，但必须点明在该方向上应用动量守恒定律。对整个过程而言，系统总动量可能不守恒。二、多物体系统中动量守恒定律的应用活动与探究2你读过我国古典名著《三国演义》吗？其中有一个“草船借箭”的故事你一定知道吧。如图所示，设草船的质量为m1，草船以速度v1返回时，曹兵万箭

3、齐发，先后有n支箭射中草船，箭的速度均为v，方向与船行方向相同，由此可推算，草船的速度会增加多少？（不计水的阻力）迁移与应用2两只小船平行相向航行，如图所示，航线邻近，当它们头尾相齐时，由每一只船上各投质量m＝50kg的麻袋到对面一只船上去，结果载重较小的一只船停了下来，另一只船则以v＝8.5m/s的速度向原方向航行，设两只船及船上的载重量分别为m1＝500kg及m2＝1000kg。问：在交换麻袋前两只船的速率为多少？（水的阻力不计）多个物体相互作用时，物理过程往往比较复杂，使用牛顿定律求解很难奏效，但若系统不受外力或所受合力为

4、零，却可以使用动量守恒定律求解，使问题得以简化。在具体应用中要从以下几点去考虑：1．正确分析作用过程中各物体状态的变化情况，建立运动模型；2．分清相互作用的各个阶段，并找出联系各阶段的状态量，各个阶段可分别建立方程；3．合理确定研究对象，既要使确定的研究对象满足动量守恒定律，又能方便研究各个过程。复杂的问题是由简单问题组合的，把复杂问题细化就是分解矛盾，化难为简。做好这一问题的关键仍是两个分析：受力分析和运动分析。另外应用动量守恒定律解决问题时主要是研究初、末状态，可以淡化过程，除非过程中还有隐情。三、平均动量守恒问题活动与探究

5、3两个小朋友在平静的水塘里划船，当船头靠在岸边时，坐在船尾的小朋友想从船尾一直走上岸，在不计水的阻力，另一名小朋友也不动的情况下，他能做到吗？如果该小朋友的质量为m1，小船与另一位小朋友的总质量为m2，该小朋友坐的位置离船头距离为l，则你能否求出当他到达船头时，船头离河岸的距离？（设船身始终与河岸垂直）迁移与应用3平静的水面上停着一只小船，船头站立着一个人，船的质量是人的质量的8倍。从某时刻起，这个人向船尾走去，走到船中部他突然停止走动。水对船的阻力忽略不计。下列说法中正确的是（　　）A．人走动时，他相对于水面的速度和小船相对于

6、水面的速度大小相等、方向相反B．他突然停止走动后，船由于惯性还会运动一小段时间C．人在船上走动过程，人对水面的位移是船对水面的位移的9倍D．人在船上走动过程，人的动能是船的动能的8倍若系统在全过程中动量守恒（包括某个方向上动量守恒），则这一系统在全过程中的平均动量也必定守恒。1．用动量守恒定律求位移的题目，大都是系统原来处在静止状态，然后系统内物体相互作用。此时动量守恒式经常写成m1v1＝m2v2的形式。此种状态下，动量守恒的过程中，任意时刻系统的总动量为零，因此任意时刻的瞬时速率v1和v2都与各物体的质量成反比，所以全过程的平

7、均速度也与质量成反比，即有m1＝m2，如果作用时间为t，则有m1·t＝m2·t，故有：m1x1＝m2x2，其中x1和x2是两物体对地位移的大小。2．处理平均动量守恒的问题，应结合草图确定位移关系。四、打击、爆炸类问题活动与探究4有一大炮竖直向上发射炮弹，炮弹的质量为M＝6.0kg（内含炸药的质量可以忽略不计），射出的初速度v0＝60m/s。当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为m＝4.0kg。现要求这一片不能落到以发射点为圆心，以R＝600m为半径的圆周范围内，则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？（g取10

8、m/s2，忽略空气阻力）迁移与应用4如图所示，质量为m的子弹，以速度v水平射入用轻绳悬挂在空中的木块，木块的质量为M，绳长为L，子弹停留在木块中，求子弹射入木块后的瞬间绳子张力的大小。1．爆炸过程中内力远大于外力，可认为系统动量守恒，特别是物体在高空爆炸时，若爆