[理化生]动量守恒定律.ppt

16.3 动量守恒定律 【例3】在光滑水平面上A、B 两小车中间夹有一弹簧，如图所 示。用手抓住小车并将弹簧压 缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法中正确的是( ) A．两手同时放开后，系统总动量始终为零 B．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C．先放开左手，再放开右手后，总动量向左 D．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 拓展：木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是( ) A．a尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒 B．a尚未离开墙壁前，a与b系统的机械能守恒 C．a离开墙后，a、b系统动量守恒 D．a离开墙后，a、b系统动量不守恒 练习：质量相等的三个小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，碰撞后a继续沿原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是( ) A.a球 B.b球 C.c球 D.三球一样大 分析与解 mv0=mv+MV 答案为C 例3 总质量为M的列车，在平直轨道上以速度v匀速行驶，尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩，设机车的牵引力恒定不变，阻力与质量成正比，则脱钩车厢停下时，列车前段的速度多大？ 例4 质量为M的金属球，和质量为m的木球用细线系在一起，以速度v在水中匀速下沉，某一时刻细线断了，则当木块停止下沉的时刻，铁块下沉的速率为多少？（水足够深，水的阻力不计） 练习：某炮车的质量为M，炮弹的质量为m，炮弹射出炮口时相对于地面的速度为v，设炮车最初静止在地面上，若不计地面对炮车的摩擦力，炮车水平发射炮弹时炮车的速度为 。若炮身的仰角为α，则炮身后退的速度为 。 解：将炮弹和炮身看成一个系统，在水平方向不受外力的作用，水平方向动量守恒。所以： 0=mv-MV1 ∴V1=mv/M 0=mvcosθ-MV2 ∴V2=mvcosθ/M 例8：在光滑水平面上有一质量m1=20kg的小车，通过一根不可伸长的轻绳与另一质量为m2=5kg的拖车相连接，拖车的平板上放一质量为m3=15kg的物体，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0.2.开始时拖车静止，绳没有拉紧，如图所示，当小车以v0=3m/s的速度前进后，带动拖车运动，且物体不会滑下拖车，求： （1）m1、m2、m3最终的运动速度； (2)物体在拖车的平板上滑动的距离。 解析：在水平方向上，由于整个系统在运动过程中不受外力作用， 故m1、m2、m3所组成的系统动量守恒，最终三者的速度相同（设为v）则 m3在m2上移动的距离为L，以三物体为系统，由功能关系可得 例题9：物体A、B紧靠并列放在光滑水平面上，mA=500g，mB=400g，另有一质量为mC=100g的物体C以10m/s的水平初速度擦着A、B表面经过，在摩擦力的作用下A、B物体也运动起来，最后C物体在B上与B一起以1.5m/s的速度运动，则C离开A物体时，A、C的速度各为多少？ 分析与解 设A的速度为vA 当C越过A进入B时，AB的速度的速度相等，而且是v=0.5m/s 动量守恒中的热点问题分析 例题10：宇航员连装备的总质量是100kg，在距飞船45m处与飞船相对静止的空间站维修仪器，他带着装有氧气的贮气筒，筒上有一个可使氧气以50m/s速度喷出的喷嘴，待他维修完毕后，贮气筒内还留有0.5kg的氧气。他必须朝着跟飞船反方向喷出氧气才能回到飞船，但在返回途中必须保留一部分氧气供他呼吸用。已知宇航员呼吸的耗氧率为2.5×10- 4kg/s，（喷出氧气后导致的质量变化对总质量来说可能忽略不计）试问： （1）若他在返航时释放了0.15kg的氧气，他能否安全抵达飞船 （2）若他想在最短的时间内返航，则他应在返回时释放多少克氧气 分析与解 设氧气喷出的速度为v0，人反冲的速度为V MV-m1v0=0 v= 返航时间 t= 呼吸用氧气 能安全返航 接上分析 设喷出氧气的质量为Δm1，则Δm1必须尽可能的大，但留下的氧气能恰好供宇航员返航用 返航时间 而呼吸用氧气 例11：人和冰车的总质量为M，另有一木球，质量为m.M