《動(dòng)量守恒定律》章末復(fù)習(xí)課件

第十六章動(dòng)量守恒定律復(fù)習(xí)課動(dòng)量定理的應(yīng)用1.求沖量或動(dòng)量的變化量(1)應(yīng)用I=Δp求變力的沖量：如果物體受到大小或方向改變的力的作用，則不能直接用Ft求變力的沖量，這時(shí)可以求出該力作用下物體動(dòng)量的變化Δp，等效代換變力的沖量I。(2)應(yīng)用Δp=FΔt求恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)中物體動(dòng)量的變化：曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向時(shí)刻在變化，求動(dòng)量變化Δp=p′-p需要應(yīng)用矢量運(yùn)算方法，比較麻煩。如果作用力是恒力，可以求恒力的沖量，等效代換動(dòng)量的變化。2.利用動(dòng)量定理求平均作用力在碰撞、打擊等問(wèn)題中，作用時(shí)間短，作用力大，且在撞擊過(guò)程中作用力是變力，無(wú)法用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決。但動(dòng)量定理不僅能解決恒力作用問(wèn)題，也能解決變力作用問(wèn)題。

1.在真空中的光滑水平絕緣面上有一帶電小滑塊。開始時(shí)滑塊靜止。若在滑塊所在空間加一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，持續(xù)一段時(shí)間后立刻換成與E1方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2。當(dāng)電場(chǎng)E2與電場(chǎng)E1持續(xù)時(shí)間相同時(shí)，滑塊恰好回到初始位置，且具有動(dòng)能Ek。在上述過(guò)程中，E1對(duì)滑塊的電場(chǎng)力做功為W1，沖量大小為I1；E2對(duì)滑塊的電場(chǎng)力做功為W2，沖量大小為I2。則(

)A.I1=I2B.4I1=I2C.W1=0.25Ek,W2=0.75EkD.W1=0.20Ek,W2=0.08EkC答案：C2.如圖所示，水力采煤時(shí)，用水槍在高壓下噴出強(qiáng)力的水柱沖擊煤層，設(shè)水柱直徑為d=30cm，水速為v=50m/s，假設(shè)水柱射在煤層的表面上，沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?，求水柱?duì)煤層的平均沖擊力。(水的密度ρ=1.0×103kg/m3)答案：1.77×105N動(dòng)量守恒定律應(yīng)用中的臨界問(wèn)題在運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)，常會(huì)遇到相互作用的幾個(gè)物體間的臨界問(wèn)題，求解這類問(wèn)題要注意分析和把握相關(guān)的臨界條件，現(xiàn)將與應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題相關(guān)的臨界問(wèn)題作初步的分析和討論。(1)涉及彈簧的臨界問(wèn)題：

對(duì)于由彈簧組成的系統(tǒng)，在物體間發(fā)生相互作用過(guò)程中，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧兩端的兩個(gè)物體的速度必相等。(2)涉及斜面的臨界問(wèn)題：

在物體滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的過(guò)程中，由于彈力的作用，斜面在水平方向?qū)⒆黾铀龠\(yùn)動(dòng)。物體滑到斜面上最高點(diǎn)的臨界條件是物體與斜面沿水平方向具有共同速度，物體在豎直方向的分速度等于零。(3)涉及擺的臨界問(wèn)題：裝在車內(nèi)的擺(由一段繩子和小球組成)隨車運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球上升到最高點(diǎn)的臨界條件是小球和小車的速度相等。(4)涉及追碰的臨界問(wèn)題：兩個(gè)在光滑水平面上沿同一直線做勻速運(yùn)動(dòng)的物體，甲物體追上乙物體的條件是甲物體的速度v甲必須大于乙物體的速度v乙，即v甲>v乙。而甲物體剛好追不上乙物體的臨界條件是v甲=v乙。(5)涉及子彈打木塊的臨界問(wèn)題：子彈打木塊是一種常見(jiàn)的習(xí)題模型。子彈剛好擊穿木塊的臨界條件為子彈穿出時(shí)的速度與木塊的速度相同。3.如圖所示，一質(zhì)量m2=0.25kg的平頂小車，車頂右端放一質(zhì)量m3=0.2kg的小物體，小物體可視為質(zhì)點(diǎn)，與車頂之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，小車靜止在光滑的水平軌道上?，F(xiàn)有一質(zhì)量m1=0.05kg的子彈以水平速度v0=12m/s射中小車左端，并留在車中。子彈與車相互作用時(shí)間很短。若使小物體不從車頂上滑落，g取10m/s2。則：小車的最小長(zhǎng)度應(yīng)為多少?最后小物體與小車的共同速度為多少?思路分析：由題意可知整個(gè)過(guò)程分兩個(gè)階段，子彈射入小車的瞬間過(guò)程為第一階段，小物體在小車上相對(duì)滑動(dòng)為第二階段?？上扔蓜?dòng)量守恒定律研究第一階段，再對(duì)小車、小物體的受力、運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析求解第二階段。答案：0.3m

1.2m/s4.如圖所示，人的質(zhì)量為m′，木球的質(zhì)量為m，其質(zhì)量之比m′∶m=15∶1，此人靜止在光滑水平冰面上以速度v將木球沿水平冰面推向正前方的固定擋板，木球被擋板彈回，人接住球后再以相同的速率(相對(duì)地面)將球推向擋板。問(wèn)：人推球至少多少次，才能不再接到球?解析：設(shè)木球與擋板相碰時(shí)以原速率反彈。人將球推出，球反彈被人接住，又被推出，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每一個(gè)過(guò)程的性質(zhì)相同，只是數(shù)值特征發(fā)生了變化，每次人與球的相互作用過(guò)程動(dòng)量守恒，通過(guò)幾個(gè)過(guò)程的動(dòng)量守恒方程，可歸納出一般通式，另外，使人不能再接住木球的條件是v人≥v。答案：8次動(dòng)量與能量綜合運(yùn)用1.力學(xué)規(guī)律的優(yōu)選策略(1)在研究某一物體所受力的瞬時(shí)作用與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，或者物體受恒力作用，且直接涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度時(shí)，應(yīng)采用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律。(2)動(dòng)量定理適合于不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度、位移，而涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)間的問(wèn)題，特別對(duì)沖擊類問(wèn)題，因時(shí)間短且力隨時(shí)間變化，應(yīng)采用動(dòng)量定理求解。(3)對(duì)不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，而涉及力和位移、速度的問(wèn)題，無(wú)論是恒力還是變力，一般用動(dòng)能定理求解。(4)若研究對(duì)象是由多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，且它們之間有相互作用，一般用兩個(gè)“守恒定律”求解，應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意研究對(duì)象是否滿足定律的守恒條件。(5)在涉及碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)注意到，一般情況下這些過(guò)程中均隱含有系統(tǒng)機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，這些過(guò)程，動(dòng)量一般是守恒的。2.怎樣分析動(dòng)量和能量問(wèn)題(1)研究過(guò)程的合理選取，不管是動(dòng)能定理還是機(jī)械能守恒定律或動(dòng)量守恒定律，都有一個(gè)過(guò)程的選取問(wèn)題。(2)要抓住摩擦力做功的特征、摩擦力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系以及物體在相互作用時(shí)能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。(3)運(yùn)用動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律求解時(shí)，都要選定一個(gè)正方向，然后對(duì)力、速度等矢量以正負(fù)號(hào)代表其方向，代入相關(guān)的公式中進(jìn)行運(yùn)算。(4)對(duì)于碰撞問(wèn)題，要注意碰撞的多種可能性，作出正確的分析判斷后，再針對(duì)不同情況進(jìn)行計(jì)算，避免出現(xiàn)漏洞。3.動(dòng)量、能量綜合應(yīng)用的幾種常用模型5.如圖所示，兩塊相同平板P1、P2置于光滑水平面上，質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì)彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距l(xiāng)。物體P置于P1的最右端，質(zhì)量為2m且可看作質(zhì)點(diǎn)。P1與P以共同速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與靜止的P2發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起。P壓縮彈簧后被彈回并停在A點(diǎn)(彈簧始終在彈性限度內(nèi))。P與P2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求：(1)P1、P2剛碰完時(shí)的共同速度v1和P的最終速度v2

；(2)此過(guò)程中彈簧的最大壓縮量x和相應(yīng)的彈性勢(shì)能Ep。思路分析:P1與P2發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)，P1、P2組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒；P與(P1+P2)通過(guò)摩擦力和彈簧彈力相互作用的過(guò)程，系統(tǒng)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒。注意隱含條件P1、P2、P的最終速度即三者最后的共同速度；彈簧壓縮量最大時(shí)，P1、P2、P三者速度相同。6.如圖所示,豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。現(xiàn)將A無(wú)初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體，并沿桌面滑動(dòng)。已知圓弧軌道光滑，半徑R=0.2m；A和B的質(zhì)量相等