2024年高中物理新教材同步講義選修第一冊學(xué)習(xí)筆記第1章 專題強(qiáng)化2　動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用

專題強(qiáng)化2動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解某一方向上的動(dòng)量守恒(重點(diǎn))。2.會利用動(dòng)量守恒定律分析和解決多物體、多過程問題(重難點(diǎn))。3.會分析動(dòng)量守恒定律應(yīng)用中的臨界問題(重難點(diǎn))。一、某一方向上的動(dòng)量守恒若系統(tǒng)受到的合外力不為零，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒。但若在某一方向上合外力為零，則系統(tǒng)在此方向上動(dòng)量守恒。系統(tǒng)在某一方向動(dòng)量守恒時(shí)，動(dòng)量守恒表達(dá)式為：(以水平方向動(dòng)量守恒為例)m1v1x＋m2v2x＝m1v1x′＋m2v2x′。例1如圖所示，光滑的水平面上，質(zhì)量為m物體A置于質(zhì)量為M的斜面體B上，斜面的傾角為θ，在A沿斜面由底端沖上頂端的過程中，A和B組成的系統(tǒng)()A．系統(tǒng)的動(dòng)量守恒B．在豎直方向上系統(tǒng)的動(dòng)量分量守恒C．在水平方向上系統(tǒng)的動(dòng)量分量守恒D．在任何方向上系統(tǒng)的動(dòng)量分量都不守恒拓展延伸若A剛好到達(dá)斜面頂端，且A、B具有共同速度，若不計(jì)A、B間的摩擦，則A到達(dá)頂端時(shí)速度的大小為()A.eq\f(mv0,M＋m) B.eq\f(mv0cosθ,M＋m)C.eq\f(Mv0,M＋m) D.eq\f(Mv0cosθ,M＋m)例2如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg的小物塊在距離車底部h＝20m高處以一定的初速度向左被水平拋出，落在以v0＝7.5m/s的速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車中，小車足夠長，質(zhì)量為M＝4kg，設(shè)小物塊在落到車底前瞬間的速度大小是25m/s，g取10m/s2，則當(dāng)小物塊與小車相對靜止時(shí)，小車的速度大小是()A．1m/s B．3m/sC．9m/s D．11m/s二、動(dòng)量守恒定律在多物體、多過程問題中的應(yīng)用多個(gè)物體相互作用時(shí)，物理過程往往比較復(fù)雜，分析此類問題時(shí)應(yīng)注意：(1)正確進(jìn)行研究對象的選取：有時(shí)對整體應(yīng)用動(dòng)量守恒定律，有時(shí)對部分物體應(yīng)用動(dòng)量守恒定律．研究對象的選取一是取決于系統(tǒng)是否滿足動(dòng)量守恒的條件，二是根據(jù)所研究問題的需要。(2)正確進(jìn)行過程的選取和分析：通常對全程進(jìn)行分段分析，并找出聯(lián)系各階段的狀態(tài)量。根據(jù)所研究問題的需要，列式時(shí)有時(shí)需分過程多次應(yīng)用動(dòng)量守恒，有時(shí)只需針對初、末狀態(tài)建立動(dòng)量守恒的關(guān)系式。例3如圖所示，在光滑水平面上有兩個(gè)并排靜止放置的木塊A、B，已知mA＝0.5kg，mB＝0.3kg?，F(xiàn)有質(zhì)量m0＝0.08kg的小物塊C以初速度v0＝25m/s在A表面沿水平方向向右滑動(dòng)，由于C與A、B間均有摩擦，C最終停在B上，B、C最后的共同速度v＝2.5m/s。求：(1)木塊A的最終速度的大?。籣____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)小物塊C滑離木塊A的瞬時(shí)速度的大小。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________三、動(dòng)量守恒定律應(yīng)用中的臨界問題分析在動(dòng)量守恒的應(yīng)用中，常常出現(xiàn)相互作用的兩物體相距最近(或最遠(yuǎn))、恰好不相撞、彈簧最長(或最短)或物體開始反向運(yùn)動(dòng)等臨界狀態(tài)，其臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對速度關(guān)系或相對位移關(guān)系，這些特定關(guān)系的判斷是求解這類問題的關(guān)鍵。例4如圖所示，甲、乙兩小孩各乘一輛冰車在光滑水平冰面上游戲，甲和他的冰車總質(zhì)量為30kg，乙和他的冰車總質(zhì)量也為30kg，游戲時(shí)甲推著一質(zhì)量為10kg的木箱，和他一起以v0＝3.5m/s的速度向右滑行，乙在甲的正前方相對地面靜止，為避免碰撞，甲將木箱推給乙，使木箱與乙一起運(yùn)動(dòng)，則甲至少以相對地面多大的速度將箱子推出才能避免與乙相撞？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________兩物體不相撞的臨界條件是速度相同。例5如圖所示，木塊A的質(zhì)量為mA＝1kg，足夠長的木板B的質(zhì)量為mB＝4kg，質(zhì)量為mC＝4kg的木塊C置于靜止的木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦。現(xiàn)使A以v0＝12m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，與B碰撞后以4m/s的速度彈回，C始終未脫離B。求：(1)B運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度的大小；(2)C運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度的大小；(3)整個(gè)過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。______________________________________________________________________________________________________________