高中物理 1.3 动量守恒定律在碰撞中的应用学案2 粤教版选修3-3

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1、1.3动量守恒定律在碰撞中的应用学案2（粤教版选修3-5）【概念规律练】知识点一　利用动量守恒定律分析微观粒子的运动1．2002年，美国《科学》杂志评出的2001年世界十大科技突破中，有一项是加拿大萨得伯里中微子观测站的成果．该站揭示了中微子失踪的原因，即观测到的中微子数目比理论值少是因为部分中微子在运动过程中转化为一个μ子和一个τ子．在上述研究中有以下说法，其中不正确的是(　　)A．该研究过程中动量守恒定律依然适用．B．该研究过程中能量的转化和守恒定律依然适用．C．若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的

2、运动方向与中微子的运动方向也可能一致．D．若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向也可能相反．图12．K－介子衰变的方程为K－→π－＋π0，K－介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电．一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切(如图1)，、所在圆的半径之比为2∶1，π0介子的轨迹未画出．由此可知，π－介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为(　　)A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶6知识点二　多个

3、物体组成的系统动量守恒问题图23．(双选)如图2所示，一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在车的左、右两侧，整个系统原来静止，则当两人同时相向走动时(　　)A．要使小车静止不动，甲、乙动量必须大小相等B．要使小车向左运动，甲的速率必须比乙的大C．要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大D．要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的小图34．如图3所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为m.开始时A、B分别以v1、v2的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C无初速地放在A上，并与A粘合不再分开，此时A与

4、B相距较近，B与挡板相距足够远．若B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起．为使B能与挡板碰撞两次，v1、v2应满足什么关系？知识点三　单一方向的动量守恒问题图45．(双选)如图4所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则(　　)A．小球以后将向右做平抛运动B．小球将做自由落体运动C．此过程小球对小车做的功为D．小球在弧形槽内上升的最大高度为【方法技巧练】一、动量守恒定律应用中临界问题的分析方法图5

5、6．如图5所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线、同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)图67．如图6所示，将两条磁性很强且完全相同的磁铁分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s，乙车速度大小为2m/s，两车相向运动并在同一条直线上．问：(1)当乙车的速度为零时，甲车的速度是多少？(2)若使两车不相碰，试求出两车距离最

6、近时，乙车速度为多少？二、多过程问题的分析方法图78．质量为M＝2kg的平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA＝2kg的物体A(可视为质点)，如图7所示，一颗质量为mB＝20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A仍静止在平板车上，若物体A与平板车间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2，求平板车最后的速度是多大．参考答案课堂探究练1．D　[能量的转化和守恒定律是自然界的普遍规律，选项B正确．动量守恒定律适用于宏观、低速和微观、高速情况，故中微子的动量与一个μ

7、子和一个τ子的动量和相同，当μ子和中微子的运动方向一致且μ子的动量小于中微子的动量时，τ子的运动方向与中微子的运动方向一致，选项A、C正确．若μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向肯定相同．]点评　微观粒子的运动也遵循动量守恒定律．2．C3．AC　[系统总动量为零，所以要使小车向左运动，甲和乙的总动量必须向右，即要求p甲>p乙，故C对，B、D错．要使小车静止不动，甲、乙总动量应为零，即p甲＝－p乙，故A对．]4．1.5v2

8、在一起运动的共同速度为v′，由动量守恒定律得mv1＝2mv′①为保证B碰挡板前A未能追上B，应满足v′≤v2②设A与B碰后的共同速度为v″，由动量守恒定律得2mv′－mv2＝mv″③为使B能与挡板再次碰撞应满足v″>0④联立①②③④式得1．5v2