高三物理動量守恒定律的應(yīng)用.ppt

動量守恒定律 的應(yīng)用(一) 2006年10月2日,例1:2002年，美國科學(xué)雜志評出的2001 年世界十大科技突破中，有一項是加拿大薩德伯里 中微子觀測站的成果該站揭示了中微子失蹤的原因，即觀測到的中微子數(shù)目比理論值少是因為部分中微子在運動過程中轉(zhuǎn)化為一個子和一個子 在上述研究中有以下說法： 該研究過程中牛頓第二定律依然適用； 該研究中能的轉(zhuǎn)化和守恒定律依然適用； 若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向一致，則子的運動方向與中微子的運動方向也可能一致； 若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向相反，則子的運動方向與中微子的運動方向也可能相反 其中正確的是 A.， B.， C.， D. ；,C,例2、質(zhì)量均為M的兩船A、B靜止在水面上，A船上有一質(zhì)量為m的人以速度v1跳向B船，又以速度v2跳離B船，再以v3速度跳離A船，如此往返10次，最后回到A船上，此時A、B兩船的速度之比為多少？,解：動量守恒定律跟過程的細(xì)節(jié)無關(guān) ，,對整個過程 ，由動量守恒定律,(M+ m)v1 + Mv2 = 0,v1 v2 = - M (M+ m),對系統(tǒng)對全過程,更多資源,練習(xí)1、質(zhì)量為50kg的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為30kg 的小孩以4m/s的水平速度跳上小車的尾部，他又繼續(xù)跑到車頭，以2m/s的水平速度（相對于地）跳下，小孩跳下后，小車的速度多大？,解：動量守恒定律跟過程的細(xì)節(jié)無關(guān) ，,對整個過程 ，以小孩的運動速度為正方向,由動量守恒定律,mv1=mv2+MV,V=m(v1-v2)/M=60/50=1.2 m/s,小車的速度跟小孩的運動速度方向相同,例3、一個人坐在光滑的冰面的小車上，人與車的總質(zhì)量為M=70kg，當(dāng)他接到一個質(zhì)量為m=20kg以速度v=5m/s迎面滑來的木箱后，立即以相對于自己u=5m/s的速度逆著木箱原來滑行的方向推出，求小車獲得的速度。,解：,整個過程動量守恒，但是速度u為相對于小車的速度，,v箱對地=u箱對車+ V車對地=-u+ V,規(guī)定木箱原來滑行的方向為正方向,對整個過程由動量守恒定律，,mv =MV+m v箱對地= MV+ m(- u+ V),注意 u= 5m/s，代入數(shù)字得,V=20/9=2.2m/s,方向跟木箱原來滑行的方向相同,參考系的同一性,練習(xí)2、一個質(zhì)量為M的運動員手里拿著一個質(zhì)量為m的物體，踏跳后以初速度v0與水平方向成角向斜上方跳出，當(dāng)他跳到最高點時將物體以相對于運動員的速度為u水平向后拋出。問：由于物體的拋出，使他跳遠(yuǎn)的距離增加多少？,解：,跳到最高點時的水平速度為v0 cos,拋出物體相對于地面的速度為,v物對地=u物對人+ v人對地= - u+ v,規(guī)定向前為正方向，在水平方向，由動量守恒定律,(M+m)v0 cos=M v +m( v u),v = v0 cos+mu / (M+m),v = mu / (M+m),平拋的時間 t=v0sin/g,增加的距離為,人和冰車的總質(zhì)量為M，人坐在靜止于光滑水平冰面的冰車上，以相對地的速率v 將一質(zhì)量為m 的木球沿冰面推向正前方的豎直固定擋板。設(shè)球與擋板碰撞時無機(jī)械能損失，碰撞后球以速率v反彈回來。人接住球后，再以同樣的相對于地的速率v 將木球沿冰面推向正前方的擋板。已知M：m=31：2，求： （1）人第二次推出球后，冰車和人的速度大小。 （2）人推球多少次后不能再接到球？,例4:,解：每次推球時，對冰車、人和木球組成的系統(tǒng)，動量守恒，設(shè)人和冰車速度方向為正方向，每次推球后人和冰車的速度分別為v1、v2，,則第一次推球后：Mv1mv=0 ,第一次接球后：（M m ）V1= Mv1 + mv ,第二次推球后： Mv2mv = （M m ）V1 ,三式相加得 Mv2 = 3mv,v2=3mv/M=6v/31,以此類推，第N次推球后，人和冰車的速度 vN=(2N1)mv/M,當(dāng)vNv時，不再能接到球，即,2N1M/m=31/2 N8.25,人推球9次后不能再接到球,題目,人船模型,1.動量守恒; 2.系統(tǒng)初動量是零; 3.瞬時速度特點:與質(zhì)量成反比,因為任一瞬間總動量均為零;(人動船動,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右,人右船左) 4.兩物體對地位移與質(zhì)量成反比:因為平均動量守恒;,例5. 質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為M，長為S的靜止小船的右端，小船的左端靠在岸邊。當(dāng)他向左走到船的左端時，船左端離岸多遠(yuǎn)？,解：先畫出示意圖。人、船系統(tǒng)動量守恒，總動量始終為零，所以人、船動量大小始終相等。從圖中可以看出，人、船的位移大小之和等于S。,設(shè)人、船位移大小分別為s1、s2，則：mv1=Mv2，兩邊同乘時間t，ms1=Ms2，而s1+s2=S，,應(yīng)該注意到：此結(jié)論與人在船上行走的速度大小無關(guān)。不論是勻速行走還是變速行走，甚至往返行走，只要人最終到達(dá)船的左端，那么結(jié)論都是相同的。,注意:,人、船模型的前提是系統(tǒng)初動量為零。如果發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動量，那就不能再用m1v1=m2v2這種形式列方程，而要利用(m1+m2)v0= m1v1+ m2v2列式。,【練習(xí)3】如圖所示，一質(zhì)量為ml的半圓槽體A，A槽內(nèi)外皆光滑，將A置于光滑水平面上，槽半徑為R.現(xiàn)有一質(zhì)量為m2的光滑小球B由靜止沿槽頂滑下，不計空氣阻力，求槽體A向一側(cè)滑動的最大距離,解析:系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,當(dāng)小球運動到槽的最高點時,槽向左運動的最大距離設(shè)為s1,則m1s1=m2s2,又因為s1s2=2R,所以,(16分)一個質(zhì)量為M的雪橇靜止在水平雪地上，一條質(zhì)量為m的愛斯基摩狗站在該雪橇上狗向雪橇的正后方跳下，隨后又追趕并向前跳上雪橇；其后狗又反復(fù)地跳下、追趕并跳上雪橇，狗與雪橇始終沿一條直線運動若狗跳離雪橇?xí)r雪橇的速度為V，則此時狗相對于地面的速度為V+u(其中u為狗相對于雪橇的速度，V+u為代數(shù)和若以雪橇運動的方向為正方向，則V為正值，u為負(fù)值)設(shè)狗總以速度v追趕和跳上雪橇，雪橇與雪地間的摩擦忽略不計已知v 的大小為5m/s，u的大小為4m/s，M=30kg，m=10kg. （1）求狗第一次跳上雪橇后兩者的共同速度的大小 （2）求雪橇最終速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次數(shù) （供使用但不一定用到的對數(shù)值：lg2=O.301，lg3=0.477),04年江蘇18、,解：（1）設(shè)雪橇運動的方向為正方向，狗第1次跳下雪橇后雪橇的速度為V1，根據(jù)動量守恒定律，有,狗第1次跳上雪橇?xí)r，雪橇與狗的共同速度 滿足,可解得,將,代入，得,（2）解：設(shè)雪橇運動的方向為正方向。狗第i 次跳下雪橇后，雪橇的速度為Vi ,狗的速度為Vi+u；狗第i次跳上雪橇后，雪橇和狗的共同速度為 Vi ， 由動量守恒定律可得,第一次跳下雪橇：,MV1+m（V1+u）=0,第一次跳上雪橇：,MV1+mv =（M+m）V1,第二次跳下雪橇：,（M+m） V1 =MV2+ m（V2+u）,第二次跳上雪橇：,MV2+mv =（M+m）V2,更多資源,