专题提升二　动量守恒定律的应用（课件 教案 学案 练习四份打包）高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

专题提升二　动量守恒定律的应用 学习目标　1.进一步理解动量守恒定律的适用条件。2.通过合理的选取系统和运动过程，应用动量守恒定律分析多物体、多过程问题。3.确定临界状态和临界条件，应用动量守恒定律处理临界问题。 提升1　某一方向上的动量守恒 如果系统所受的合力不等于零，外力也不远小于内力(或作用时间不是极短)，这时系统动量不守恒，也不能认为近似守恒。但是只要在某一方向上系统不受外力或所受合力等于零，或者某一方向上的外力远小于内力，那么在这一方向上系统动量守恒。 例1 小型迫击炮在总质量为1 000 kg的船上发射炮弹，炮弹的质量为2 kg，若炮弹飞离炮口时相对于地面的速度为600 m/s，且速度跟水平面成45°角，求发射炮弹后小船后退的速度。 答案　0.85 m/s　方向与炮弹的水平速度方向相反 解析　取炮弹和小船组成的系统为研究对象，在发射炮弹的过程中，炮弹和炮身(炮和船视为固定在一起)的作用力为内力。系统受到的外力有炮弹和船的重力、水对船的浮力。在船静止的情况下，重力和浮力相等，但在发射炮弹时，浮力要大于重力，因此，在竖直方向上，系统所受的合外力不为零，但在水平方向上系统不受外力(不计水的阻力)，故在水平方向上动量守恒。 发射炮弹前，总质量为1 000 kg的船静止，则总动量Mv＝0 发射炮弹后，炮弹在水平方向的动量为mv1′cos 45°，船后退的动量为(M－m)v2′，可得 mv1′cos 45°＋(M－m)v2′＝0 取炮弹的水平速度方向为正方向，代入已知数据解得 v2′＝－v1′＝×600 m/s ≈－0.85 m/s。 方向与炮弹的水平速度方向相反。 　　　　　　　　　　　　　　　　 训练1 (2024·湖北孝感期中)如图所示，一质量为M的沙车，在光滑的水平面上做匀速直线运动，速度为v0，质量为m的铁球以速度v竖直向下落入沙车中，稳定后，沙车的速度为(　　) A. B. C.v0 D. 答案　A 解析　沙车与铁球组成的系统水平方向动量守恒，则有Mv0＝(M＋m)v解得v＝，故A正确。 提升2　应用动量守恒定律解决多物体、多过程问题 多物体系统是指由两个以上的物体构成的系统，如果系统满足动量守恒条件，在对问题进行分析时，既要注意系统总动量守恒，又要注意系统内部分物体的动量守恒。解决问题时应注意： (1)灵活选取研究对象：有时需应用整体动量守恒，有时只需应用部分物体动量守恒。研究对象的选取，一是取决于系统是否满足动量守恒的条件，二是根据所研究问题的需要。 (2)灵活进行运动过程的选取和分析：通常对全程进行分段分析，并找出联系各阶段的状态量。列式时有时需分过程多次应用动量守恒定律，有时只需针对初、末状态建立动量守恒的关系式。 例2 如图所示，在光滑水平面上有两个并排静止放置的木块A、B，已知mA＝ 0.5 kg，mB＝0.3 kg。现有质量m0＝0.08 kg的小物块C以初速度v0＝25 m/s在A表面沿水平方向向右滑动，由于C与A、B间均有摩擦，C最终停在B上，B、C最后的共同速度v＝2.5 m/s。求： (1)木块A的最终速度的大小； (2)小物块C滑离木块A的瞬时速度的大小。 答案　(1)2.1 m/s　(2)4 m/s 解析　(1)设木块A的最终速度为v1，由动量守恒定律，对A、B、C系统有 m0v0＝mAv1＋(mB＋m0)v 解得v1＝2.1 m/s。 (2)设小物块C滑离木块A的速度为v2，当C滑离A后，对B、C有 m0v2＋mBv1＝(mB＋m0)v 或对A、B、C有 m0v0＝(mA＋mB)v1＋m0v2 解得v2＝4 m/s。 训练2 (2024·山东济南高二期末)如图所示，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，并随即沿斜面滑下。则(　　) A.小孩推出冰块过程，小孩和冰块系统动量不守恒 B.冰块在斜面上运动过程，冰块和斜面体系统水平方向动量守恒 C.冰块从斜面体下滑过程， ... ...