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时间:2019-05-29
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1、动量守恒定律习题课讲稿同学们,之前我们学习了动量守恒定律,并掌握了该定律的表达式及注意点。今天,我们将运用动量守恒定律来解决一些问题。首先,我们先将动量守恒定律的表达式及适用条件回忆一下。1、表达式:2、公式注意点:①由于动量是矢量,所以应选取好正方向,定好速度的正负值;②所有速度均为对地速度。3、适用条件:系统所受内力>>外力时,系统动量近似守恒。如碰撞和爆炸;系统不受外力或所受合外力为零;动量守恒定律的适用条件有两个:①当系统所受内力>>外力时,系统动量近似守恒。如碰撞和爆炸等。②当系统不受外力或所受合外力为零时,动量守恒。当然,这个条件也可以从另
2、一方面理解为:当系统在某个方向上不受外力或所受外力的矢量和为零,则该方向上动量守恒。比如:大家来看这道例题例:质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落,正落在以5m/s的速度沿水平方向匀速前进的小车上,车上装有砂子,车与砂的总质量为4kg,地面光滑,则车后来的速度为多少?由于地面光滑,所以系统在水平方向上不受外力,所以水平方向上动量守恒。则水平方向:Mv0=(M+m)vÞ下面,我将一些常见的动量习题分为几大类型,我们一起来分析。一、“二合一”的模型——“完全非弹性碰撞”类型1、质量为50kg的人以水平速度8m/s跳上一辆迎面驶来的质量为200kg、速
3、度为4m/s的平板车。人跳上车后随车一起前进,此时车的速度大小为:A、4.8m/sB、3.2m/sC、1.6m/sD、2m/s题目中涉及的为一个人和一辆车,首先将人和车视为一个系统,尽管题中并没有提到“地面光滑”等字眼,但是人跳上车属于碰撞过程,所以动量是守恒的。而且人跳上车后马上“随车共同前进”,即二合一,发生完全非弹性碰撞。由动量守恒定律可知:取人的速度方向为正方向2、质量为2kg的小车以2m/s的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为2kg的砂袋以3m/s的速度扔上同向行驶的小车,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是()A.2.5m/s,向右
4、B.2.5m/s,向左C.0.5m/s,向左D.0.8m/s,向右题目涉及的为小车和沙袋,将两者视为一系统,当沙袋扔上小车时,与车立即共同前进,同样是“合二为一”,发生完全非弹性碰撞。因此由动量守恒定律可知:取小车的速度为正方向方向向右3、如图所示,质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止的平板小车,车的质量为1.6kg,木块与小车之间的动摩擦因数为0.2(g取10m/s2)。设小车足够长,求:(1)木块和小车相对静止时小车的速度。补充问:(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间。(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上
5、滑行的距离。分析:(1)以木块和小车为研究对象,系统所受合外力为零,系统动量守恒,以木块速度方向为正方向,由动量守恒定律可得:mv0=(M+m)v(2)以木块为研究对象,其受力情况如图所示,木块的加速度为,由于木块所受的摩擦力和速度方向相反,所以木块做减速运动,则(3)方法一:由于题目中所求解的是相对位移,所以由能量守恒定律可知:不用:(方法二:木块做匀减速运动,加速度车做匀加速运动,加速度,由运动学公式可得:vt2-v02=2as在此过程中木块的位移车的位移由此可知,木块在小车上滑行的距离为ΔS=S1-S2=0.8m)自己小试一下:如图所示,一质量为
6、M的平板车B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,A、B间动摩擦因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑离B,求:(1)A、B最后的速度大小和方向;该问题属“二合一”或“完全非弹性碰撞”,解决方式为动量守恒定律。(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动的位移大小。解析:(1)由于地面光滑,A、B系统水平动量守恒。取向右为正方向,由动量守恒定律得:(由于m<M,所以v>0,因此)方向向右(2)A向左运动速度减为零时,到达离出发点最远处,设此时板车移动
7、位移为s,车的速度为v′,则由动量守恒定律得:①由于体重要求的是板车对地位移,则应用动能定理得:②①②联立,得:二、“一分为多”的模型(单项)1、质量为100kg的小船静止在水面上,船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙,当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后,(不计水的阻力),小船的速率为(D)A、0B、0.3m/s,向左C、0.6m/s,向右D、0.6m/s,向左不计水的阻力时,系统水平方向满足动量守恒的条件。原来甲、乙均站在小船上是一个整体,当甲、乙分别跳入水中时,系统将分成三个部分,由动量守恒定律得:取甲的速度为正方向(双项)2、
8、物体A的质量是B的2倍,中间有一压缩的弹簧,放在光滑的水平面上,由静止同时放开后一小段时间内(
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