1、第十六章 动量守恒定律 章末综合提升 巩 固 知 识 整 层 合 质量速度mvv动量的变化ppIp1p2p1p2机械能守恒定律有损失损失最多学思心得 _提 升 能 力 强 层 化 动量定理及其应用 1冲量的计算(1)恒力的冲量：公式 IFt 适用于计算恒力的冲量(2)变力的冲量：通常利用动量定理 Ip 求解可用图象法计算在 F-t 图象中阴影部分(如图)的面积就表示力在时间 tt2t1 内的冲量2动量定理 Ftmv2mv1 的应用(1)它说明的是力对时间的累积效应应用动量定理解题时，只考虑物体的初、末状态的动量，而不必考虑中间的运动过程(2)应用动量定理求解的问题求解曲线运动的动量变化量求变力
2、的冲量问题及平均力问题求相互作用时间利用动量定理定性分析现象【例 1】一个铁球，从静止状态由 10 m 高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时 0.4 s，该铁球的质量为 336 g，求：(1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？(2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？(3)泥潭对小球的平均作用力为多少？(保留两位小数，g 取 10 m/s2)解析(1)小球自由下落 10 m 所用的时间是 t12hg 21010 s 2 s，重力的冲量 IGmgt10.33610 2 Ns4.75 Ns，方向竖直向下(2)设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程
3、运用动量定理得 mg(t1t2)Ft20 泥潭的阻力 F 对小球的冲量 Ft2mg(t1t2)0.33610(20.4)Ns6.10 Ns，方向竖直向上(3)由 Ft26.10 Ns 得 F15.25 N.答案(1)4.75 Ns(2)6.10 Ns(3)15.25 N动量守恒定律应用中的临界问题 解决相互作用物体系统的临界问题时，应处理好下面两个方面的问题：1寻找临界状态题设情景中看是否有相互作用的两物体相距最近、恰好滑离、避免相碰和物体开始反向运动等临界状态2挖掘临界条件在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系3常见类型(1)涉及弹簧类的临界问题对于由
4、弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等(2)涉及相互作用边界的临界问题在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中，由于物体间弹力的作用，斜面在水平方向上将做加速运动，物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度，物体到达斜面顶端时，在竖直方向上的分速度等于零(3)子弹打木块类的临界问题：子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同，子弹位移为木块位移与木块厚度之和【例 2】如图所示，甲车质量 m1m，在车上有质量为 M2m 的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高 h 处由静
5、止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量 m22m 的乙车正以 v0 的速度迎面滑来，已知 h2v20g，为了使两车不发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看做质点解析 设甲车(包括人)滑下斜坡后速度为 v1，由机械能守恒定律得12(m1M)v21(m1M)gh 得：v1 2gh2v0 设人跳离甲车的水平速度(相对地面)为 v，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为 v1和 v2，则 人跳离甲车时：(Mm1)v1Mvm1v1 即(2mm)v12mv
6、mv1 人跳上乙车时：Mvm2v0(Mm2)v2 即 2mv2mv0(2m2m)v2 解得 v16v02v v212v12v0 两车不发生碰撞的临界条件是 v1v2 当 v1v2时，由解得 v135 v0 当 v1v2时，由解得 v113 v0 故 v 的取值范围为135 v0v113 v0.答案 135 v0v113 v0动量守恒和能量守恒的综合应用1解决该类问题用到的规律动量守恒定律，机械能守恒定律，能量守恒定律，功能关系等2解决该类问题的基本思路(1)认真审题，明确题目所述的物理情景，确定研究对象(2)如果物体间涉及多过程，要把整个过程分解为几个小的过程(3)对所选取的对象进行受力分析，
7、判定系统是否符合动量守恒的条件(4)对所选系统进行能量转化的分析，比如：系统是否满足机械能守恒，如果系统内有摩擦则机械能不守恒，有机械能转化为内能(5)选取所需要的方程列式并求解【例 3】如图所示，AOB 是光滑水平轨道，BC 是半径为 R 的光滑的14固定圆弧轨道，两轨道恰好相切于 B 点质量为 M 的小木块静止在 O 点，一颗质量为 m 的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点 C(木块和子弹均看成质点)(1)求子弹射入木块前的速度(2)若每当小木块返回到 O 点或停止在 O 点时，立即有一颗相同的子弹射入小木块，并留在其中，则当第 9
8、 颗子弹射入小木块后，小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少？解析(1)第一颗子弹射入木块的过程，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0(mM)v1 系统由 O 到 C 的运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：12(mM)v21(mM)gR 由以上两式解得：v0mMm2gR.(2)由动量守恒定律可知，第 2、4、6颗子弹射入木块后，木块的速度为 0，第 1、3、5颗子弹射入后，木块运动当第 9 颗子弹射入木块时，以子弹初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0(9mM)v9 设此后木块沿圆弧上升的最大高度为 H，由机械能守恒得：12(9mM)v29(9mM)gH 由以上各式可得：HMmM9m2R.答案(1)mMm2gR(2)MmM9m2 R一语通关 1两物体不发生相撞的临界条件是两物体的速度同向同速.2子弹进入木块的过程中因摩擦而损失的机械能转化为系统的内能.Thank you for watching!