2018版高中物理第一章碰撞与动量守恒1.3动量守恒定律导学案教科版选修3-5

方向,由动量守恒定律有:nmv2-Mv1=0,得n=

Mv1

,所以选项C正确. mv2

9.质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量均为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中,则小孩b跃出后小船的速度方向________,大小为________(水的阻力不计).

?2m?答案 向前 ?1+?v0

M?

?

解析 选小孩a、b和船为一系统,由于忽略水的阻力,故系统水平方向动量守恒,设小孩

b跃出后小船向前行驶的速度为v′,选v0方向为正方向,根据动量守恒定律,有(M+2m)v0

?2m?=Mv′+mv-mv,整理解得v′=?1+?v0,方向向前.

?

M?

题组三 综合应用

10.如图5所示,质量为m2=1 kg的滑块静止于光滑的水平面上,一质量为m1=50 g的小球以1 000 m/s的速率碰到滑块后又以800 m/s的速率被弹回,试求滑块获得的速度.

图5

答案 90 m/s 方向与小球的初速度方向一致

解析 对小球和滑块组成的系统,在水平方向上不受外力,竖直方向上所受合力为零,系统动量守恒,以小球初速度方向为正方向,则有

v1=1 000 m/s,v1′=-800 m/s,v2=0

又m1=50 g=5.0×10 kg,m2=1 kg 由动量守恒定律有:m1v1+0=m1v1′+m2v2′

代入数据解得v2′=90 m/s,方向与小球初速度方向一致.

11.如图6所示,质量为M的木块放在粗糙的水平面上且弹簧处于原长状态,质量为m的子弹以初速度v0击中木块而未穿出,则击中木块瞬间二者的共同速度为多大?

图6

答案

-2

v0

M+mm解析 由于从子弹打入到与物块相对静止,时间非常短,弹簧未发生形变,且此过程中地面对物块摩擦力远小于内力(子弹与物块间作用力),故可认为此过程动量守恒. 对m、M系统,m击中M过程动量守恒,

mmv0=(m+M)v,所以v=v0.

M+m12.光滑水平面上一平板车质量为M=50 kg,上面站着质量m=70 kg的人,共同以速度v0匀速前进,若人相对车以速度v=2 m/s向后跑,问人跑动后车的速度改变了多少? 答案 1.17 m/s

解析 以人和车组成的系统为研究对象,选v0方向为正方向.设人跑动后车的速度变为v′,则人相对地的速度为(v′-v).系统所受合外力为零,根据动量守恒定律有 (M+m)v0=Mv′+m(v′-v).解得v′=v0+人跑动后车的速度改变量为Δv=v′-v0=改变与v0方向一致,车速增加.

mvM+m.

mv=1.17 m/s.Δv的数值为正,说明速度的M+m

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@)