第3單元?jiǎng)恿渴睾愣傻膽?yīng)用

1、高一物理第3單元 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用一、 內(nèi)容黃金組1 掌握運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解題的一般步驟，知道當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)動(dòng)量近似守恒，如碰撞、爆炸問題。2 理解并能運(yùn)用分方向動(dòng)量守恒求解有關(guān)問題。會(huì)求解多個(gè)物體組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒問題。能綜合應(yīng)用動(dòng)量守恒和其他規(guī)律分析解決有關(guān)問題。3 知道反沖運(yùn)動(dòng)的含義和反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用，會(huì)解釋反沖現(xiàn)象并能計(jì)算有關(guān)問題，知道火箭的飛行原理和主要用途。4 會(huì)處理動(dòng)量守恒中的臨界問題。二、 要點(diǎn)大揭秘 1反沖運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律 （1）反沖運(yùn)動(dòng)：兩個(gè)物體相互作用，由于一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，而引起另一個(gè)物體的后退運(yùn)動(dòng)如原來靜止的大炮，向前發(fā)射炮彈后，他身要后退，炮身的后退就是反沖運(yùn)動(dòng)再

2、如，發(fā)射火箭時(shí)，火箭向下高速噴射氣體，使火箭獲得向上的速度，這也是反沖運(yùn) （2）反沖運(yùn)動(dòng)遵循的規(guī)律：反沖運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果，雖然有時(shí)系統(tǒng)所受的合外力不為零，但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以系統(tǒng)的總動(dòng)量是守恒的此外如系統(tǒng)所受的外力的合力不為零，但在某一方向上不受外力或在該方向上所受外力的合力為零，則在該方向上的動(dòng)量（即總動(dòng)量在該方向上的分量）是守恒的，這種某方向上的動(dòng)量守恒應(yīng)用很廣泛 2反沖運(yùn)動(dòng)與人船模型 如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m1的小船停在靜水中，一個(gè)質(zhì)量為m2的人立在船頭，若不計(jì)水的粘滯阻力，當(dāng)人從船頭走到船尾的過程中，船和人對(duì)地面的位移各是多少？選人和船組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由于人

3、從船頭走到船尾的過程中，系統(tǒng)在水平方向上不受外力作用，所以水平方向動(dòng)量守恒，人起步前系統(tǒng)的總動(dòng)量為零當(dāng)人起步加速前進(jìn)時(shí)，船同時(shí)向后加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)人勻速前進(jìn)時(shí)，船同時(shí)向后勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)人停下來時(shí)，船也停下來設(shè)某一時(shí)刻人對(duì)地的速度為v2，船對(duì)地的速度為v1，選人前進(jìn)的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律有 m1v1-m2v2=0 即 v2/v1=m1/m2 . 因?yàn)樵谌藦拇^走到船尾的整個(gè)過程中，每一個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)都滿足動(dòng)量守恒定律，所以每一時(shí)刻人的速度與船的速度之比，都與它們的質(zhì)量成反比從而可以判斷：在人從船頭走到船尾的過程中，人的位移S2與船的位移S1之比，也應(yīng)與它們的質(zhì)量成反比，即 s2/s1=m1/m2

4、 上式是人船模型的位移與質(zhì)量的關(guān)系式，此式的適用條件是：一個(gè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，有一個(gè)方向動(dòng)量守恒（如水平方向或豎直方向）使用這一關(guān)系應(yīng)注意：s1和s=s2是相對(duì)同一參照物的位移 由圖可以看出 s1+s2=L與m1s1=m2s2聯(lián)立解得 s1=m2L/(m1+m2) s2=m1L/(m1+m2) 3火箭原理 火箭是反沖運(yùn)動(dòng)的重要應(yīng)用，它是靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度的現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫高壓氣體以很大的速度從尾部向后噴出，火箭就向前飛去 火箭向前飛行所能達(dá)到的最大速度，也

5、就是燃料燒盡時(shí)火箭獲得的最終速度，它跟什么因素有關(guān)呢？根據(jù)動(dòng)量守恒定律，理論上的計(jì)算表明，最終速度主要取決于兩個(gè)條件，一個(gè)是噴氣速度，一個(gè)是質(zhì)量比，即火箭開始飛行時(shí)的質(zhì)量與燃料燒盡時(shí)的質(zhì)量之比噴氣速度越大，質(zhì)量比越大，火箭的最終速度也越大為了提高噴氣速度，需要使用高質(zhì)量的燃料，目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑，質(zhì)量比與火箭的結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)系，現(xiàn)代火箭能達(dá)到的質(zhì)量比不超過10在現(xiàn)代技術(shù)條件下，一級(jí)火箭的最終速度還達(dá)不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需的速度所以，要發(fā)射衛(wèi)星，必須采用多級(jí)火箭三、 好題解給你1 本課預(yù)習(xí)題(1) 如圖所示，小沙車沿光滑水平面以速度v0作勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中，從沙車上方落入一

6、只質(zhì)量不可忽略的鐵球，使沙車的速度變?yōu)関后，下列說法中正確的是（）A .v=v0 Bv v0 C.vv0 D無法判斷(2)如圖所示，沒車廂長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為M，靜止于光滑的水平面上，車廂內(nèi)有一質(zhì)量為m的物體以初度v0向右運(yùn)動(dòng)，與車廂壁來回碰撞n次后，靜止于車廂中，這時(shí)車廂的速度是（）Av0，水平向右 B0Cmv0(Mm)，水平向右 Dmv0(Mm)，水平向右(3)光滑水平面上停放著兩木塊A和B，A的質(zhì)量大，現(xiàn)同時(shí)施加大小相等的恒力F使它們相向運(yùn)動(dòng)，然后又同時(shí)撤去外力F，結(jié)果A、B迎面相碰后合在一起，問A、B合在一起后的運(yùn)動(dòng)情況將是（）A停止運(yùn)動(dòng)B因A的質(zhì)量大而向右運(yùn)動(dòng)C因B的速度大而向左運(yùn)動(dòng)D運(yùn)

7、動(dòng)方向不能確定(4)滿載砂子總質(zhì)量為M的小車，在光滑水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v0，在行駛途中有質(zhì)量為m的砂子從車上漏掉，則砂子漏掉后小車的速度應(yīng)為（） Av0BMv0（Mm） Cmv0(Mm) D（Mm）v0M(5)一物體以20m/s的速度在空中飛行，突然由于內(nèi)力的作用，物體分裂成質(zhì)量為3：7的兩塊，在這一瞬間，大塊以80ms的速度向原方向飛去，則小塊物體的速度大小是，方向本課預(yù)習(xí)題參考答案：（1）C（2）C（3）A（4）A（5）1120m/s，與原運(yùn)動(dòng)方向相反2 基礎(chǔ)題4A、B兩球在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng)，兩球相碰后有一球停止運(yùn)動(dòng)，則下述說法中正確的是( )A若碰后，A球速度為0，則碰前A的

8、動(dòng)量一定大于B的動(dòng)量B若碰后，A球速度為0，則碰前A的動(dòng)量一定小于B的動(dòng)量C若碰后，B球速度為0，則碰前A的動(dòng)量一定大于B的動(dòng)量D若碰后，B球速度為0，則碰前A的動(dòng)量一定小于B的動(dòng)量5在光滑水平面上有A、B兩球，其動(dòng)量大小分別為10kgm/s與15kgm/s，方向均為向東，A球在B球后，當(dāng)A球追上B球后，兩球相碰，則相碰以后，A、B兩球的動(dòng)量可能分別為( )A10kgm/s，15kgm/sB8kgm/s，17kgm/sC12kgm/s，13kgm/sD-10kgm/s，35kgm/s（3）、一門舊式大炮水平射出一枚質(zhì)量為10kg的炮彈，炮彈飛出的速度是500ms，炮身的質(zhì)量是2k，則他身后退的

9、速度大小是_ms， 若大炮后退中所受的阻力是它重力的30，則大炮能后退_m（取g10ms2）基礎(chǔ)題參考答案：（1）AD（2）B（3）2.5 1.043 應(yīng)用題（1）魚雷快艇的總質(zhì)量為M,以速度v勻速前進(jìn),快艇沿前進(jìn)方向發(fā)射一顆質(zhì)量為m的魚雷后,快艇速度減為原來的1/3,則魚雷的發(fā)射速度為 .(不計(jì)水的阻力)（2）從傾角為30、長(zhǎng)0.3m的光滑斜面上滑下質(zhì)量為 2kg的貨包，掉在質(zhì)量為13kg的小車?yán)?，若小車與水平面之間動(dòng)摩擦因數(shù)0.02，小車能前進(jìn)多遠(yuǎn)？（g取 10ms2）（3）連同裝備在內(nèi)總質(zhì)量為M的宇航員在太空中進(jìn)行太空行走,開始時(shí)他和飛船相對(duì)靜止,利用所帶的氧氣槍噴出質(zhì)量為m、相對(duì)飛船的

10、速度為v的氧氣后,宇航員獲得的速度大小為A.mv/M B.mv/(m+M) C.mv/(M-m) D.(M-m)v/(M+m) 應(yīng)用題參考答案：（1）(2M+m)v/3m（2）0.2m（3）C4 提高題（1）如圖所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為M3kg的薄板和質(zhì)量m=1kg的物塊，都以v=4m/s的初速度朝相反方向運(yùn)動(dòng)，它們之間有摩擦，薄板足夠長(zhǎng)，當(dāng)薄板的速度為2.4m/s時(shí)，物塊的運(yùn)動(dòng)情況是（）A做加速運(yùn)動(dòng)B做減速運(yùn)動(dòng) C做勻速運(yùn)動(dòng)D以上運(yùn)動(dòng)都可能（2） 一個(gè)質(zhì)量M=1kg的鳥在空中v0=6m/s沿水平方向飛行，離地面高度h=20m，忽被一顆質(zhì)量m=20g沿水平方向同向飛來的子彈擊中，子彈速

11、度v=300m/s，擊中后子彈留在鳥體內(nèi)，鳥立即死去，g=10m/s2求：鳥被擊中后經(jīng)多少時(shí)間落地；鳥落地處離被擊中處的水平距離（3）小型迫擊炮在總質(zhì)量為1000kg的船上發(fā)射，炮彈的質(zhì)量為2kg若炮彈飛離炮口時(shí)相對(duì)于地面的速度為600m/s，且速度跟水平面成45角，求發(fā)射炮彈后小船后退的速度？提高題參考答案：（1）A（2）23.52m提示：子彈擊中鳥的過程，水平方向動(dòng)量守恒，接著兩者一起作平拋運(yùn)動(dòng)。（3）0.86m/s 分析與提示：取炮彈和小船組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，在發(fā)射炮彈的過程中，炮彈和炮身(炮和船視為固定在一起)的作用力為內(nèi)力系統(tǒng)受到的外力有炮彈和船的重力、水對(duì)船的浮力在船靜止的情況下

12、，重力和浮力相等，但在發(fā)射炮彈時(shí)，浮力要大于重力因此，在垂直方向上，系統(tǒng)所受到的合外力不為零，但在水平方向上系統(tǒng)不受外力(不計(jì)水的阻力)，故在該方向上動(dòng)量守恒解：發(fā)射炮彈前，總質(zhì)量為1000kg的船靜止，則總動(dòng)量Mv=0發(fā)射炮彈后，炮彈在水平方向的動(dòng)量為mv1cos45，船后退的動(dòng)量(M-m)v2據(jù)動(dòng)量守恒定律有0=mv1cos45(M-m)v2取炮彈的水平速度方向?yàn)檎较?，代入已知?shù)據(jù)解得四、 課后演武場(chǎng)1甲球與乙球相碰，甲球的速度減少5m/s，乙球的速度增加了3m/s，則甲、乙兩球質(zhì)量之比m甲m乙是（）A21B35C53D122如圖所示,在質(zhì)量為M的小車中掛一單擺,擺球質(zhì)量為m0,小車(和

13、擺)一起以恒定速度v沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng),與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞.設(shè)碰撞時(shí)間極短,則在碰撞過程中,以下情況可能發(fā)生的有 ( )A.車、木塊、擺球的速度均可能變化,設(shè)變化后的速度分別為v1、v2、v3,則它們滿足(M+m)v=Mv1+mv2+m0v3B.擺球的速度不變,車和木塊的速度變?yōu)関1和v2,且滿足Mv=Mv1+mv2C.擺球的速度不變,車和木塊的速度均變?yōu)関1,且滿足Mv=(M+m) v1D.車和擺球的速度均變?yōu)関1,木塊的速度變?yōu)関2,且滿足(M+m0)v=(M+m0)v13如圖所示，質(zhì)量均為m的小車A、B在光滑水平面上以相同的速率v=1.5ms相向運(yùn)動(dòng)，在小車B的支架

14、上用細(xì)線懸掛著質(zhì)量為m/7的小球C，C相對(duì)于B靜止若兩車相碰后連在一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)C擺到最高點(diǎn)時(shí)，兩車速度大小為_ms4質(zhì)量為m的木塊和質(zhì)量為M的金屬塊用細(xì)繩系在一起，處于深水中靜止，則剪斷細(xì)繩木塊上浮h時(shí)（沒有浮出水面）鐵塊下沉的深度為（不計(jì)水的阻力）5如圖所示，物體A與B質(zhì)量分別為m和M，直角邊分別長(zhǎng)為a和b，設(shè)B與水平面無摩擦，當(dāng)A由B頂端從靜止開始滑到B底端時(shí)，兩者的水平位移各是多少？6如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上小車的最右端站著質(zhì)量為m的人,若人水平向右以相對(duì)車的速度v跳離小車，則人脫離小車后小車的速度多大？方向如何？7如圖所示，在光滑水平面上有兩個(gè)并排放置的木塊A和B，

15、已知mA=500g,mB=300，有一個(gè)質(zhì)量mc=80g的小銅塊C以25ms水平速度開始在A表面滑動(dòng)，由于C與A、B間有摩擦，銅塊最后停在B上，B和 C一起以 2.5ms的速度共同前進(jìn)，求：（1）木塊A最后的vA；（2）C離開A時(shí)速度vc8如圖所示，平直軌道上有一節(jié)車廂，質(zhì)量為M，車廂以1.2m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻與質(zhì)量為m=M/3的靜止的平板車相撞在一起，車頂離平板車的高度為1.8sin，車廂項(xiàng)邊緣上有小鋼球向前滑出，問：鋼球?qū)⒙湓谄桨遘嚿虾翁帲浚諝庾枇Σ挥?jì)，平板車足夠長(zhǎng)，g取 10ms2）9如圖，甲乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲甲和他的冰車質(zhì)量之和為M30kg，乙和他的冰車質(zhì)量之和也是M30kg游戲時(shí)，甲推著一個(gè)質(zhì)量m15kg的箱子以大小為v0=2m/s的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來，為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處，乙迅速抓住若不計(jì)冰面摩擦，求甲至少要以多大速度（相對(duì)于地）將箱子推出，才能避免與乙相撞？10人和冰車的總質(zhì)量為M，另有一水球質(zhì)量為m已知M：m=