难点10 动量守恒条件及应用 作为物理学三大定律之一的动量守恒定律，以 其在知识体系中的重要性及在实际应用中的广泛性，一直处于高考命题考查的重点和热点.历年不少考生由于对守恒条件把握不准、研究对象选取不明确屡屡失误，从而使其成为了高考的一个突出难点. ●难点磁场? 1.（★★★★）把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑水平地面上，枪发射一颗子弹时，关于枪、子弹、车，下列说法中正确的是 A.枪和子弹组成的系统，动量守恒 B.枪和车组成的系统，动量守恒 C.三者组成的系统，因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量守恒 D.三者组成系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个力的作用，这两个外力的合力为零 2.（★★★★）气球下系一条绳，总共质量为 M，有一质量为m的人攀在气球下面，人和气球共同静止于空中，这时人距地面的高度为H，若使人安全滑到地面，绳子的长度至少为_____. （不计空气阻力，人可视为质点） 3.（★★★★）如图10-1所示，光滑水平 面上停放一个木箱和小车，木箱质量为m，小车和人总质量为M，M∶m=4∶1, 人以速率v沿水平方向将木箱推出，木箱被挡板以原速反弹回来以后，人接住木箱再以同样大小的速度v第二次推出木箱，木箱又被原速反弹……，问人最多能推几次木箱？ ●案例探究 ［例1］（★★★★ ）如图 10-2所示，AB为一光滑水平横杆，杆上套一质量为M的小圆环，环上系一长为L质量不计的细绳，绳的另一端拴一质量为m的小球，现将绳拉直，且与AB平行，由静止释放小球，则当线绳与AB成θ角时，圆环移动的距离是多少？ 命题意图：以动量守恒定律等知识为依托，考查动量守恒条件的理解与灵活运用能力.B级要求. 错解分析：（1）对动量守恒条件理解不深 刻，对系统水平方向动量守恒感到怀疑，无法列出守恒方程.（2）找不出圆环与小球位移之和（L-Lcosθ）. 解题方法与技巧：虽然小球、细绳及圆 环在运动过程中合外力不为零（杆的支持力与两圆环及小球的重力之和不相等）系统动量不守恒，但是系统在水平方向不受外力，因而水平动量守恒.设细绳与AB成θ角时小球的水平速度为v,圆环的水平速度为V，则由水平动量守恒有：MV=mv且在任意时刻或位置V与v均满足这一关系，加之时间相同，公式中的V和v可分别用其水平位移替代，则上式可写为： Md=m［（L-Lcosθ）-d］解得圆环移动的距离：d=mL（1-cosθ）/（M+m） ［例2］（★★★★） （20055 年全国Ⅱ卷）如图10-3所示，一排人站在沿x轴的水平轨道旁，原点O两侧的人的序号都记为n（n=1,2,3……）.每人只有一个沙袋，x＞0一侧的每个沙袋质量为m=14 kg，x＜0一侧的每个沙袋质量为m′=10 kg.一质量为M=48 kg的小车以某初速度从原点出发向正x方向滑行.不计轨道阻力.当车每经过一人身旁时，此人就把沙袋以水平速度v朝与车速相反的方向沿车面扔到车上，u的大小等于扔此袋之前的瞬间车速大小的2n倍（n是此人的序号数）. （1）空车出发后，车上堆积了几个沙袋时车就反向滑行？ （2）车上最终有大小沙袋共多少个？ 命题意图：以动量守恒定律及碰撞等知识为载体， 创设人扔沙袋的物理情境，考查选取研究对象的能力，分析能力，推理归纳能力以及临界条件的挖掘能力.B级要求. 解题方法与技巧：解法一：虚 设法依题意，空车出发后，车上堆积了几个沙袋时就反向滑行，说明车的速度由向右变为向左，于是我们可虚设一个中间状态：v=0，设抛第n个沙袋前车的速度为vn-1，则抛第n个沙袋的速度为2nvn-1，抛后小车速度为零，由动量守恒可得： ［M+（n-1）m］vn-1-2nmvn-1=0 解得：n=34/14,因沙袋必须是整数，所以空车出发后堆积三个沙袋车就反向滑行. 再设向x负方向运行时虚设 一中间状态v=0，设抛n个m′沙袋后车速为零， ... ...
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