2012届高考物理一轮复习-13.2动量守恒定律的应用学案VIP专享VIP免费

第2课时动量守恒定律的应用基础知识归纳1.动量守恒方程的几种形式(1)系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量，即p＝p′.(2)系统总动量的增量为零，即Δp＝p′－p＝0.(3)对两部分物体组成的系统，在相互作用前后各部分的动量变化等值反向，即Δp1＝－Δp2.2.动量守恒定律的应用范围“动量守恒定律”既可以用于解决物体的低速运动问题，又可处理接近于光速的物体高速运动问题；它既可用于解决宏观物体间的相互作用问题，又可处理微观粒子间的相互作用问题.因此它比“牛顿运动定律”的适用范围要广泛得多.动量守恒定律是自然界中最重要、最普遍的规律之一.重点难点突破一、人船模型系统在全过程中动量守恒(包括某个方向上动量守恒)，人在船上走动的过程中，每时每刻人、船速度之比均与他们的质量成反比，因此，两者平均速度之比也与他们的质量成反比，由动量守恒可得M1s1＝M2s2，这是个重要的结论.二、多物体组成的系统有时候对整体应用动量守恒，有时只选某部分应用动量守恒，有时分过程多次应用动量守恒，恰当选择系统和始、末状态是解题的关键.三、应用动量守恒定律解决问题的基本思路1.分析题意，明确研究对象.在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的.2.要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外部物体对系统内部物体作用的外力.在受力分析的基础上根据动量守恒定律的条件判断能否应用动量守恒.3.明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式.4.确定好正方向，建立动量守恒方程求解.典例精析1.人船模型的应用【例1】长为L、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站立在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？【解析】选人和船组成的系统为研究对象，因系统在水平方向不受力，所以动量守恒，人未走时系统的总动量为零，当人起步加速前进时，船同时加速后退；当人速度为零时，船速度也为零.设某时刻人对地的速度为v1，船对地的速度为v2，根据动量守恒得mv1－Mv2＝0①因为在人从船头走到船尾的整个过程中动量时刻满足守恒，对①式两边同乘以Δt，得ms1－Ms2＝0②②式为人对地的位移和船对地的位移关系.由图所示还可看出：s1＋s2＝L③用心爱心专心1联立②③两式得LmMmsLmMMs21【思维提升】“人船模型”的特点：(1)p0＝0；(2)m11v－m22v＝0；(3)m1－m2＝0即m1s1＝m2s2.注意：人与船系统在其运动方向上合外力为零，在此方向动量守恒.若相互作用的系统动量不守恒.但p0＝0，且在某一方向动量守恒，则该方向上仍具有“人船模型”的特点.【拓展1】如图所示，质量为mB的斜面体B放在质量为mA的斜面体A的顶端，斜面体A放在水平面上，若斜面体A的下底边长度为a，斜面体B的上边长度为b，且mA＝2mB，不计一切摩擦，求当B由A的顶端从静止开始滑到A的底端时，A移动的距离.【解析】我们可画出如图所示的示意图.我们注意到，以A、B组成的系统动量不守恒，但该系统水平方向动量守恒(因为该系统水平方向不受外力).设A、B在题述过程中的水平位移大小分别为sA、sB，则联想“人船模型”，可得：mAsA＝mBsB因为mA＝2mB所以2sA＝sB注意到sB＝a－sA－b可得sA＝2.多体问题【例2】如图所示，在光滑的水平面上有两块并列放置的木块A与B，已知A的质量是500g，B的质量是300g，有一质量为80g的小铜块C(可视为质点)以25m/s的水平初速度开始在A的表面滑动.铜块最后停在B上，B与C一起以2.5m/s的速度共同前进.求：(1)木块A最后的速度vA′；(2)C离开A时的速度vC′.【解析】C在A上滑动时，选A、B、C作为一个系统，其总动量守恒，则：mCv0＝mCvC′＋(mA＋mB)vA′C滑到B上后A做匀速运动，再选B、C作为一个系统，其总动量也守恒，则mCvC′＋mBvA′＝(mB＋mC)vBC也可以研究C在A、B上面滑动的全过程，在整个过程中A、B、C组成系统的总动量守恒，则...