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习题课:动量守恒定律的应用同步
目标定位1加深对动量守恒定律的理解2进一步练习用动量守恒定律解决问题.一、动量守恒条件及研究对象的选取
1.动量守恒定律成立的条件动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成的系统,其成立的条件可理解为:1理想条件:系统不受外力.2实际条件:系统所受合外力为零.3近似条件:系统所受外力比相互作用的内力小得多.4推广条件:系统所受外力之和不为零,但在某一方向上,系统不受外力或所受外力的矢量和为零,则系统在这一方向上动量守恒.2.动量守恒定律的五性动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一.它是一个实验定律,应用时应注意其:系统性、矢量性、相对性、同时性、普适性.
【例1】多选质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图1所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是
图1A.M、m0、m速度均发生变化,碰后分别为v1、v2、v3,且满足M+m0v=Mv1+mv2+m0v3B.m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2,且满足Mv=Mv1+mv2C.m0的速度不变,M和m的速度都变为v′,且满足Mv=M+mv′D.M、m0、m速度均发生变化,M和m0的速度都变为v1,m的速度变为v2,且满足M+m0v=M+m0v1+mv2解析M和m碰撞时间极短,在极短的时间内弹簧形变极小,可忽略不计,因而m0在水平方向上没有受到外力作用,动量不变速度不变,可以认为碰撞过程中m0没有参与,只涉及M和m,由于水平面光滑,弹簧形变极小,所以M和m组成的系统水平方向动量守恒,两者碰撞后可能具有共同速度,也可能分开,所以只有B、C正确.答案BC
1
f分析多个物体组成的系统时,系统的划分非常重要,划分时要注意各物体状态的变化情况,分清作用过程中的不同阶段.【例2】如图2所示,质量为05kg的小球在离车底面高度20m处以一定的初速度向左平抛,落在以75ms的速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敞蓬小车中,小车的底面上涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4kg,若小球在落在车的底面前瞬间的速度是25ms,则当小球和小车相对静止时,小车的速度是g=10ms2
图2
A.5ms
B.4ms
C.85ms
D.95ms
解析由平抛运动规律可知,小球下落的时间t=2gh=2×1020s=2s,在竖直方向的
速度vy=gt=20ms,水平方向的速度vx=252-202ms=15ms,取小车初速度的方向为正方向,由于小球和小车的相互作用满足水平方向上的动量守恒,则m车v0-r
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