鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 习题课 动量守恒定律的应用(一).ppt

变式训练2如图所示,质量为M的车(包括物),以速度v在光滑水平面上匀速运动,质量为m的物体被向车后方以仰角θ方向相对地的大小为v的速度抛出。求抛出物体后车的速度为多少?解析在抛出物体的瞬间,竖直方向合外力即重力不为零,故总动量不守恒,但物体与车在水平方向上合外力为零,因此水平方向动量守恒。设车速v的方向为正方向,由动量守恒定律Mv=-mvcosθ+(M-m)v1。探究二反冲运动的典型应用——人船模型情境探究(1)两位同学在公园里划船,当小船离码头大约1.5m时,有一位同学心想:自己在体育课上立定跳远的成绩从未低过2m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一跃,却掉在水里,她为什么不能如她想的那样跳上岸呢?(不计水的阻力)要点提示因为她起跳时和船相互作用,给船一个向后的作用力,船后退,这样她相对于岸的速度就小于起跳时相对于船的速度,因此会掉进水里。(2)人在漂浮在水面上的小船上行走,小船同时向相反的方向运动,把这个情景抽象成模型,如图所示:长为l、质量为m0的小船停在静水中,一个质量为m的人立在船头,若不计水的阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人相对地面的位移各是多大?要点提示选人和船组成的系统为研究对象,由于人从船头走到船尾的过程中,系统动量守恒,人起步前系统的总动量为0,当人加速前进时,船加速后退,人停下时,船也停下来。设某一时刻人的速度为vm,船的速度为vm0,根据动因为在人从船头走到船尾的整个过程中,每一时刻系统都满足动量守恒定律,所以每一时刻人的速度与船的速度之比都与它们的质量之比成反比,从而可以判断,在人从船头走到船尾的过程中,人的位移xm与船的位移xm0之知识归纳1.“人船模型”问题的特征两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒。在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的问题归为“人船模型”问题。(3)适用条件:①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量守恒且为0。②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒,注意两物体的位移是相对同一参考系的位移。“人船模型”问题中,两物体的运动特点是人走船行、人停船停、人快船快、人慢船慢。典例剖析例题2有一只小船停在静水中,船上一人从船头走到船尾。如果人的质量m=60kg,船的质量m0=120kg,船长为l=3m,则船在水中移动的距离是多少?水的阻力不计。答案1m规律方法“人船模型”的规律(1)“人”走“船”走,“人”停“船”停。变式训练3载人气球静止于高h的空中,气球的质量为m0,人的质量为m,若人沿绳梯滑至地面,则绳梯至少为多长?解析气球和人原来静止在空中,说明系统所受合外力为零,故系统在人下滑过程中动量守恒,人着地时绳梯至少应接触地面,设绳梯长为l,人沿绳梯滑至地面人的位移为x人,气球的位移为x球,它们的位移关系如图所示,由动量守恒有0=m0x球-mx人,又有x球+x人=l,x人=h,当堂检测1.(多选)如图所示,小车静止放在光滑的水平面上,将系着轻绳的小球拉开一定的角度,然后同时放开小球和小车,不计空气阻力,那么在以后的过程中()A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统在水平方向上动量守恒C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零D.在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反(或者都为零)解析以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方向上不受外力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒。由于初始状态小球与小车均静止,所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相反,所以A、C错,B、D对。答案BD2.有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东,在最高点爆炸成质量不等的两块,其中一块质量为2m,速度大小为v,方向水平向东,则另一块的速度是()A.3v0-v B.2v0-3vC.3v0-2v D.2v0+v解析在最高点,爆竹水平方向动量守恒,以水平向东为正方向,由动量守恒定律可知,3mv0=2mv+mv,可得另一块的速度为v=3v0-2v,故C正确。答案C3.如图所示,一光滑地面上有一质量为m0的足够长的木板AB,一质量为m的人站在木板的A端,关于人由静止开始运动到木板的B端(M、N表示地面上原A、B对应的点),下列图示正确的是()解析根据动量守恒定律,m0、m系统动量守恒,对于题中的“人船模型”,各自对地的位移为xm0、xm,且有m0xm0=mxm,xm0+xm=l板长(有时也称为平均动量守恒),以M点为参考,人向右运