高中物理 第1章 动量守恒研究归纳提升教案 鲁科版选修3-5-鲁科版高二选修3-5物理教案VIP免费

第1章动量守恒研究动量定理的应用1.基本方法(1)对研究对象进行全面的受力分析，确定所受外力的总冲量．(2)具体分析物理过程，分析所涉及的力的冲量和研究对象初、末状态的动量．(3)由于动量定理是一个矢量式，解题时必须先规定正方向再列式求解．2．动量定理与牛顿定律对于恒力相互作用的问题(如一物体在另一物体表面滑动，有摩擦力作用)，用牛顿定律结合运动学公式也可解决，但使用动量定理更方便．由于动量定理也适用变力作用情况比牛顿定律更优越，因此在解题时应优先考虑．(2012·杨陵检测)国产水刀——超高压数控万能水切割机以其神奇的切割性能在北京国际展览中心举行的第五届国际机床展览会上引起轰动，它能切割40mm厚的钢板，50mm厚的大理石等材料．水刀就是将普通的水加压，使其从口径为0.2mm的喷嘴中以800m/s～1000m/s的速度射出的水射流，我们知道，任何材料，承受的压强都有一定限度，下表列出了一些材料所能承受的压强限度.橡胶5×107Pa花岗石1.2×108Pa～2.6×108Pa铸铁8.8×108Pa工具钢6.7×108Pa设想有一水刀的水射流横截面积为S，垂直入射的速度v＝800m/s，水射流与材料接触后，速度为零，且不附着在材料上，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，则：(1)推导水刀产生压强p的表达式；(2)判断此水刀不能切割上述材料的哪几种？【解析】取Δt时间内喷出的水为研究对象，这部分水的质量为Δm＝ρSvΔt，这部分水经过时间Δt后速度都由v变为零，取水喷出方向为正方向，对这部分水由动量定理得－FΔt＝Δm×(0－v)，得材料对水的作用力F＝＝ρSv2，由牛顿第三定律可知水对材料的作用力F′＝F＝ρSv2由p＝＝＝ρv2，得水刀产生的压强p＝6.4×108Pa由于此压强小于表中所列的铸铁和工具钢两种材料所能承受的压强限度，所以水刀不能切割铸铁和工具钢．【答案】(1)p＝ρv2(2)铸铁和工具钢1．一质量为100g的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20s，则这段时间内软垫对小球的冲量为(取g＝10m/s2，不计空气阻力)()A．0.2N·sB．0.4N·sC．0.6N·sD．0.8N·s【解析】小球落至软垫时的速度v0＝＝4m/s，取竖直向上为正方向，对小球与软垫作用过程应用动量定理得：I－mgΔt＝0－(－mv0)，I＝mgΔt＋mv0＝(0.1×10×0.2＋0.1×4)N·s＝0.6N·s，故C正确．【答案】C爆炸与碰撞的比较名称比较项目爆炸碰撞相同点过程特点都是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒过程模型由于碰撞、爆炸过程相互作用的时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，因此可以把作用过程看做一个理想化过程来处理，即作用后物体仍从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动能量情况都满足能量守恒，总能量保持不变不同点动能情况有其他形式的能转化为动能，动能会增加弹性碰撞时动能不变，非弹性碰撞时动能有损失，动能转化为内能，动能减少假设一质量为m的烟花从地面上A点以速度v竖直上升到最大高度处炸裂为质量相等的两块，沿水平方向向相反的两个方向飞出，假设其中一块落在距A点距离为s处，不计空气阻力，烟花炸裂时消耗的化学能80%转化为动能．求：(1)烟花上升的最大高度；(2)烟花炸裂后其中一块水平飞出时的速度大小；(3)烟花炸裂时消耗的化学能．【解析】(1)由竖直上抛公式得烟花上升的最大高度h＝.(2)设烟花炸裂后其中一块水平飞出时的速度大小为v1，由平抛运动规律得s＝v1t，h＝gt2解得v1＝.(3)烟花炸裂时动量守恒，有v1－v2＝0，解得另一块的速度为v2＝v1由能量守恒定律得烟花炸裂时消耗的化学能E＝＝mv＝.【答案】(1)(2)(3)2．(2013·青岛二中检测)向空中发射一物体，不计空气阻力．当此物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂成A、B两块，若质量较大的A块的速度方向仍沿原来的方向，则()A．B的速度方向一定与初速度方向相反B．从炸裂到落地的这段时间里，A飞行的水平距离一定比B的大C．A、B一定同时到达水平地面D．在炸裂过程中，A、B受到的爆炸力的冲量大小一定相等【解析】物体炸裂过程发生在物体沿水平方向运动时，由于物体在水平...