2017滬科版高中物理選修(3-5)1.3《動(dòng)量守恒定律的案例分析》word教案

1、1.3動(dòng)量守恒定律的案例分析動(dòng)量守恒定律的案例分析內(nèi)容：內(nèi)容：動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用要點(diǎn)：要點(diǎn)：（一）動(dòng)量守恒定律的“三適用”“三表達(dá)”動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。因動(dòng)量是狀態(tài)量，只要系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒條件，整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)的總動(dòng)量都應(yīng)是守恒、不變的。我們應(yīng)用此定律只需考慮初、末兩狀態(tài)即可，即。因此，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題，可將復(fù)雜的物理過(guò)程隱含在內(nèi)，從而將問(wèn)題簡(jiǎn)化，使動(dòng)量守恒定律成為解決力學(xué)問(wèn)

2、題的有力工具。“三適用”以下三種情況可應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題。1.若系統(tǒng)不受外力或外力之和為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒[例1]如圖1所示，一車廂長(zhǎng)度為、質(zhì)量為M，靜止于光滑的水平面上，車廂內(nèi)有質(zhì)量為m的物體以初速度向右運(yùn)動(dòng)，與車廂來(lái)回碰撞n次后靜止于車廂中，這時(shí)車廂的速度為（）A.，水平向右B.零C.D.解析：當(dāng)物體在車廂內(nèi)運(yùn)動(dòng)及與車廂壁碰撞過(guò)程中，物體及車廂組成的系統(tǒng)所受外力有重力和支持力，合力為零，故系統(tǒng)總動(dòng)量守恒。系統(tǒng)的初動(dòng)量為，當(dāng)物體

3、靜止于車廂中時(shí)，二者具有相同的速度，設(shè)為，由動(dòng)量守恒定律得，解得，C對(duì)。2.若系統(tǒng)所受外力之和不為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量不守恒，但如果某一方向上的外力之和為零，則該方向上的動(dòng)量守恒。[例2]一門舊式大炮，炮身的質(zhì)量為M，射出炮彈的質(zhì)量為m，對(duì)地的速度為，方向與水平方向成角，若不計(jì)炮身與水平地面的摩擦，則炮身后退速度的大小為（）A.B.C.tD.解析：大炮在射出炮彈的過(guò)程中，系統(tǒng)所受外力有重力和支持力，如圖2所表示與方向相反）[例4]質(zhì)量相等

4、的三個(gè)小球a、b、c在光滑的水平面上以相同的速率運(yùn)動(dòng)，它們分別與原來(lái)靜止的三個(gè)球A、B、C相碰（a與A碰，b與B碰，c與C碰）。碰后，a球繼續(xù)沿原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng)，b球靜止不動(dòng)，c球被彈回而向反方向運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，A、B、C三球中動(dòng)量最大的是（）A.A球B.B球C.C球D.由于A、B、C三球的質(zhì)量未知，無(wú)法判定解析：由題意可知，三球在碰撞過(guò)程中動(dòng)量均守恒，a、b、c三球在碰撞過(guò)程中，動(dòng)量變化的大小關(guān)系為：。由動(dòng)量守恒定律知，，。所以A、B、C三

5、球在碰撞過(guò)程中動(dòng)量變化的大小關(guān)系為：又A、B、C的初動(dòng)量均為零，所以碰后A、B、C的動(dòng)量大小關(guān)系為，選項(xiàng)C正確。3.若A、B兩物體相互作用過(guò)程中動(dòng)量守恒，則（、分別為此過(guò)程中A、B位移的大?。例5]一平板小車靜止在光滑水平面上，車的右端安有一豎直的板壁，車的左端站有一持槍的人，此人水平持槍向板壁連續(xù)射擊，子彈全部嵌在板壁內(nèi)未穿出，過(guò)一段時(shí)間后停止射擊。則（）A.停止射擊后小車的速度為零B.射擊過(guò)程中小車未移動(dòng)C.停止射擊后，小車在射擊

6、之前位置的左方D.停止射擊后，小車在射擊之前位置的右方解析：在發(fā)射子彈的過(guò)程中，小車、人、槍及子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因此，停止射擊后小車的速度為零，選項(xiàng)A正確。又射擊過(guò)程子彈向右移動(dòng)了一段位移，則車、人、槍必向左移動(dòng)一段位移，設(shè)子彈的質(zhì)量為m，車、人、槍的質(zhì)量為M，由動(dòng)量守恒定律得，選項(xiàng)C正確，此題答案A、C。（二）平均動(dòng)量守恒若系統(tǒng)在全過(guò)程中動(dòng)量守恒（包括某一方向上動(dòng)量守恒），則這一系統(tǒng)在全過(guò)程中的平均動(dòng)量也必守恒。如果物體系是由兩