（高考调研）2015高考物理总复习 章动量守恒定律的五个特性专项训练 新人教版选修3-5

（高考调研）2015高考物理总复习 章动量守恒定律的五个特性专项训练 新人教版选修3-5内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 动量守恒定律的五个特性理解动量守恒定律，是应用动量守恒定律的前提对动量守恒定律，我们可以从它的五个特性理解，即条件性、矢量性、相对性、同时性、普适性1条件性动量守恒定律成立的条件是系统不受外力具体应用这一条件又可分为三种情况：即严格守恒条件，某一方向守恒条件，近似守恒条件(1)严格守恒：所谓严格守恒是指系统不受外力或所受的外力的矢量和为零当系统不受外力或所受外力的矢量和为零时，系统的总动量不会增加，也不会减小，保持不变但这时其内部物体之间的相互作用力(内力)仍可能存在，这种情况下，整个系统动量守恒，就意味着系统中物体之间的内力作用，不能改变整个系统的总动 2、量，但不是说系统中每个物体的动量都不变事实上，当两个物体发生相互作用时，由于彼此间互施力的冲量，作用双方的动量都要发生变化但是，一个物体的动量的减少，等于另一个物体动量的增加因而两个物体的动量之和仍保持不变【例 1】系统的总动量守恒，是指系统()A所受外力的矢量和为零B受到的总冲量为零C动量的增量不为零D各物体动量的矢量和为零【答案】)某一方向上守恒：系统所受外力的矢量和不为零，但在某一方向上所受外力的矢量和为零在这一方向上外力的冲量为零，动量变化为零，故在这一方向上动量守恒【例 2】长为 L 的轻绳，一端用轻环套在水平光滑的横杆上，轻绳和轻环的质量都忽略不计，另一端连接质量为 m 的小球，开 3、始时将系统的绳子绷紧，并转到与横杆平行的位置，然后轻轻放手，当绳子与横杆成 角时，如图所示，小球速度在水平方向的分量的大小是_；竖直方向的分量大小是_【解析】小球与轻环组成的系统在水平方向上不受外力作用，在水平方向上动量守恒 “轻轻放手”说明此时系统总动量为零，当绳与横杆成 角时，轻环的动量为零(质量不计)，根据动量守恒知，小球在水平方向动量也应为零，故小球速度在水平方向的分量大光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 这也说明绳上一直没有拉力，故小球做自由落体运动，当绳子与横杆成 角时，由 v v 2 得 t 20 2案】0 2法指导】此类问题为常见题型，其特征是两个物体相互作用，且初态或末态 4、在某一方向(一般为水平方向)上具有共同的速度相互作用过程中两个物体构成的系统总动量不守恒，但都有沿某一方向系统所受外力的矢量和为零的特点，因此沿这一方向动量守恒除上述例题的情景外，图给出了一些常见的情景：在不计一切摩擦的情景下， A 物质量为 m， B 物体质量为 中 B 为半径 R 的 圆弧轨道， A、 B 最初均处于静止状态，现让 A 自由下滑，求 时 A 和 B 的速度大小之比B图中 B 也是半径为 R 的 圆弧轨道，初态时 B 静止不动，滑块 A 以速度 滑块已滑出轨道 B，求滑出时 B 的速度大小C图中 B 为一半径为 R 的半圆形轨道，开始时 B 静止不动，滑块 A 以初速度 A 5、能从轨道的另一端滑出，求滑出时 B 的速度为多大。 D图中小球来回摆动，求小球摆至最低点时 A、 B 速度大小之比(3)近似守恒：系统所受外力的矢量和不为零，若系统受外力远远小于内力， F 外 F 内 ，且作用时间短暂，这种情况下可以认为系统动量近似守恒因动量变化 p F 外 t，当 F 外 和 p 很小，即动量变化很小，其变化量可忽略，可以认为系统动量近似守恒近似守恒多用于碰撞问题、爆炸问题、受水平射击的竖落问题这类问题的两个突出特点是： F 外 F 内 ， 作用时间很短【例 3】(2013福建)将静置在地面上，质量为 M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度 m 的炽热气 6、体忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()A. B. m m【解析】设火箭模型获得的速度为 v，火箭在喷气过程中，火箭和喷出气体系统的动量守恒，取向上为正方向，竖直方向上，相互作用的内力远远大于重力，故可认为竖直方向动量守恒，有( M m)v ，则火箭速度 v 选 D 项m【答案】D【触类旁通】下面是一个物理演示实验，它显示：如图中自由下落的物体 A 和 B 经反弹后， B 能上升到比初位置高得多的地方 A 是某种材料做成的实心球，质量 其顶部的凹坑中插着质量 .1 木棍 B， B 只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙将此装置从 A 下端离地板的高度 7、 Hm 处由静止释放实验中，A 触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍 B 脱离球 A 开始上升，而球 木棍 B 上升的高度(重力加速度 g10 m/s 2)【解析】球及棒落地速度 v ，球反弹后与 B 的碰撞为瞬间作用， 然在竖2为零但作用瞬间，内力远大于外力的情况下，动量近似守恒，故有 棒上升高度为 h ，联立并代入数据，得 h22g【答案】量性动量守恒定律的表达式是矢量式，其运算是矢量运算在同一直线上相互作用的物体应用动量守恒定律列方程，应先规定好正方向，将矢量运算转化为代数运算且分清初、末状态【例 4】(2011山东)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为1 8、0m、12 m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为 2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)【解析】设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为 出货物后船得速度为船上的人接到货物后船的速度为 动量守恒定律，得光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 11 0m21 避免两船相撞应满足 立解得 抛出货物的速度为 v，由动量守恒定律，得乙船与货物：121 0 m21 v4 案】4 类旁通】甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他乘的冰车质量共为 M30 和他的冰车质量也是 30 推着一个质量为 m15 箱子， 9、和他一起以大小为 .0 m/s 的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来为了避免相撞，甲突然将箱子沿水平面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速把它抓住若不计冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出，才能避免与乙相撞【解析】要想使甲、乙避免相撞，要求乙抓住箱子后的临界状态为：甲、乙的速度相等，由此可以得出推出时的最小速度设箱子被推出后，其速度为 v，甲孩速度为 甲与箱子组成系统动量守恒，得 M m)乙孩抓住箱子后其速度为 乙与箱子组成系统动量守恒，得(M m)M( 这里 M( 因为乙在抓住箱子之前速度与箱子速度方向相反立式，得 v5.2 m/.2 m/s 的速度将箱子推出，才能避免与 10、乙相撞【答案】5.2 m/对性因速度具有相对性，其数值与参考系的选择有关，故动量守恒定律中的各个速度必须是相对同一参考系的若题目不作特别说明，一般都以地面为参考系【例 5】一人站在静止于光滑平直轨道上的平板车上，人和车的总质量为 m 的铅球，以两种方式顺着轨道方向水平投出铅球：第一次是一个一个地投；第二次是两个一起投设每次投掷时铅球对车的速度相同，则两次投掷后小车速度之比为()A. 3M m M D. 2M m M 2m2M M m光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【解析】因平直轨道光滑，故人与车及两个铅球组成的系统动量守恒设每次投出的铅球对车的速度为 u，第一次是一个一个地投掷时，有两 11、个作用过程，根据动量守恒定律，投掷第一个球时应，有 0( M m)v m(u v)投掷第二个球时，有( M m)v m(u 由两式，解得2 M3 m)M m)(M2 m)第二次两球一起投出时，有 0 m(u 解得 M2 m)所以两次投掷铅球小车的速度之比v1/2 M3 m)/2(M m)【答案】时性动量是状态量，具有瞬时性动量守恒指的是系统内物体相互作用过程中任一时刻的总动量都相同，故公式 1 2中的 v 1、 v 2必须是另外同一时刻的速度【例 6】如图所示， A、 B 是静止在水平地面上完全相同的两块长木板 A 左端与 板的质量均为 M2.0 度皆为 l1.0 m， C 是一质量为 m1. 12、0 给它一初速度 .0 m/s，使它从 B 板的左端开始向右滑动已知地面是光滑的，而 C 与 A、 B 之间的动摩擦因数皆为 最后 A、 B、 C 各以多大的速度做匀速运动。 (取重力加速度 g10 m/s 2)【解析】先假设小物块 C 停在 B 上，这时 A、 B、 C 三者速度相等，设为 动量守恒定律，得 m2 M) 在 B 上滑动距离为 x，木板 B 的位移为 s，则 C 对地的位移为 s x，由功能关系，得对木板： 2对 C： s x) 所以，得12 21 12 20 12 21 (m2 M)v ，从而解得 x 1.6 m，大于板长， C 将滑离 0 12 21 g 2M m板设 C 刚滑到 A 板上速度为 v 0，此时 板的速度为 动量守恒，得02 功能关系，得 20 12 20 12 2 m/s， v 0 m/420 2 245光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 m/s， v 0 m/245当 C 滑到 A 上， B 以 m/s 的速度匀速运动了，设 C 停在 A 上，速度为 对A 滑行距离为 y，由动量守恒，得 0( m M)。