2022年人教版高三物理复习状元课堂模块六动量第三节动量守恒定律的应用 .pdf

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1、第三节动量守恒定律的应用【考点透视】一、考纲指要1动量知识和机械能知识的应用（包括碰撞、反冲、火箭）（）2航天技术的发展和宇宙航行（）二、命题落点1碰撞问题。完全非弹性碰撞，如例1 2爆炸问题。静止物体的爆炸，如例2；3反冲问题。如例3 4子弹与木块模型（大、小木块模型）例45动量守恒、功能关系。如例5。【典例精析】例 1： （02 年春季）在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500kg 向南行驶的长途客车迎面撞上一质量为3000kg 的向北行驶的卡车，碰后两辆车接在一起，并向南滑行了一小段距离停止。根据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/s 的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速度为A

2、 小于 10m/s B 大于 10m/s 小于 20m/s C大于 20m/s 小于 30m/s D大于 30m/s 小于 40m/s 解析假设两车碰后静止时，根据动量守恒定律得卡车碰前的行驶速度为10m/s。碰撞后两车向南行驶一小段，则要求卡车碰前的动量比长途客车的动量略小，故卡车碰前的行驶速度比10m/s 略小。答案： A 例 2： （03?全国春季）有一炮竖直向上发射炮弹，炮弹的质量为M=6.0kg （内含炸药的质量可以忽略不计）， 射出的初v0=60m/s。 当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为m=4.0kg 。现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R=600m

3、 为半径的圆周范围内，则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？（g=10m/s2，忽略空气阻力）解析 :设炮弹止升到达最高点的高度为H，根据匀变速直线运动规律，有gHv220设质量为m 的弹片刚爆炸后的速度为V，另一块的速度为v，根据动量守恒定律，有名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 6-3-1 vmMmV)(设质量为m的弹片运动的时间为t，根据平抛运动规律，有VtRgtH221炮弹刚爆炸后，两弹片的总动能22)(2

4、121vmMmVEk解以上各式得2022)(21vmMgMmREk代入数值得JEk4100.6答案：JEk4100.6例 3： （05?全国理综） 如图 6-3-1 所示，一对杂技演员 （都视为质点） 乘秋千（秋千绳处于水平位置）从 A 点由静止出发绕O 点下摆， 当摆到最低点B 时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A。求男演员落地点C 与 O 点的水平距离s。 已知男演员质量m1和女演员质量m2之比,221mm秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C点低 5R。解析 ：设分离前男女演员在秋千最低点B 的速度为 v0，由机械能守恒定律，202121)(21)(vmmg

5、Rmm设刚分离时男演员速度的大小为v1，方向与v0相同；女演员速度的大小为v2，方向与v0相反，由动量守恒，2211021)(vmvmvmm分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到落在C 点所需的时间为 t，根据题给条件，由运动学规律，2214gtRtvx1，根据题给条件，女演员刚好回A 点，由机械能守恒定律，222221vmgRm，已知 m1=2m2，由以上各式可得x=8R. 答案： 8R例 4：子弹的质量为m， 木块的质量为M， 若木块固定， 子弹以 v0水平射入， 射出木块时速度为021v，求：如木块放在光滑地面上不固定，则子弹能穿透木块的条件。设作用过程中子弹所受阻力不变。名师资料

6、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 6-3-2 解析：当木块固定时，由动能定理得20202083)2(2121mvvmmvfd当木块在光滑水平面上时，系统动量守恒，设刚好穿出：vmMmv)(0由能量转化关系得220)(2121vmMmvfd整理得：mM3故子弹能射穿木块的条件为mM3例 5：如图 6-3-2 所示，质量为m 的小球，从距立于地面的木桩的上表面h 高处，由静止开始自由下落，木桩质量为M，球与木桩相碰时间极短

7、，相碰后以共同的速度下陷，使木桩下陷s 而停止，求泥土对木桩的平均阻力f。解析 ：m 下落的过程中，由机械能守恒得221mvmghm 与 M 碰撞，由动量守恒得vmMmv)(m 与 M 一起下陷，由动能定理得2)(210)(vmMfsgsmM整理得：gmMsmMghmf)()(2【常见误区】忽略瞬间作用的机械能损失如图 6-3-3 所示，质量分别为m1、 m2、m3木块静止在光滑的水平面上，m2、m3间的摩擦因数为，m1、m2间用松弛的细绳连接，现给木块m1一初速度v，木块 m3不会从 m2上滑下。三者相互作用的过程中，系统的动能一部分转化为m2、m3间的摩擦热，还有一部分在细绳紧绷的瞬间转化

8、为内能。【基础演练】1如图 634 所示，木块a、b 用一轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a 紧靠在墙壁上，在b 上施图 633 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 加向左的水平力F 使弹簧压缩，当撤去外力后，下列说法正确的是A. a 尚未离开墙壁前，a、b、弹簧组成的系统动量守恒B.a 尚未离开墙壁前，a、b、弹簧组成的系统机械能守恒C.a 离开墙壁后，a、b、弹簧组成的系统动量守恒D.a 离开墙壁后，a、b、弹

9、簧组成的系统机械能守恒2(2000 北京 )一轻质弹簧，上端悬挂于天花板，下端系一质量为M 的平板，处在平衡状态一质量为m 的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h，如图635 所示让环自由下落，撞击平板已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长（）A若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒B若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒C环撞击板后，板的新的平衡位置与h 的大小无关D在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧力所作的功3如图 636 所示，一轻弹簧左端固定在长木板M 的左端，右端与小木块m 相连，且m 与 M；M 与地之间接触光滑。开始时，m 与 M 均

10、静止，现同时对m、M 施加等大反向的水平力F1、F2，从两物体开始运动以后的整个过程中，弹簧形变不超过其弹性限度，对于m、M 和弹簧组成的系统A.由于 F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B.当弹簧弹力大小与F1、F2的大小相等时， m、M 各自的动能最大C.由于 F1、F2大小不变，所以m、M 各自一直做匀加速运动D.由于 F1、F2等大反向，故系统的动量始终守恒4如图 6 37，木块 A 置于光滑的水平面上，其曲面部分MN 光滑，水平部分NP 是粗糙的，现有一物体 B 自 M 点由静止下滑，设NP 足够长，则以下叙述正确的是（）A.A、B 最终以同一速度（不为零）运动B.A、B 最终速度为

11、零C.A 物体先做加速后作减速运动D.A 物体先做加速后作匀速运动5如图638 所示，质量M=0.6kg 的平板小车静止在光滑的水平面上，当 t=0 时，两个质量都为m=0.2kg 的小物体 A、B，分别从图 1 图 634 图 2 图 635 图 4 图 636 图 5 图 637 图 6 图 638 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 小车的左端和右端以水平速度v1=5.0m/s 和 v2=2.0m/s 同时冲上

12、小车，当它们相对于小车停止滑动时，没有相碰，已知A、B 两物体与车面的动摩擦因数都是0.20，去 g=10m/s2。A、B 两物体在车上都停止滑动时车的速度车的长度至少是多少在图 639 中所给的坐标系中画出0 至 4.0s 内小车运动的速度时间图像。1.BCD 2.AC 3.BD 4.BC 5.解析： v=0.6m/s 6.8m 车的运动分为三个阶段第一阶段： A、B 两物体在车上同时滑行，对车的摩擦力均为，方向相反，车受到平衡力保持不动，当B 的速度减为零时该过程结束。根据牛顿第二定律a=g物体 B 停止滑动的时间为savt0 .12第二阶段： 物体 B 停止运动后， 物体 A 在车上继续滑行，到 t2时刻物体 A 与车有共同速度第三阶段： t2时刻后车以速度v 作匀速运动639 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -