物理人教版(2019)选择性必修第一册第一章动量守恒定律 习题课(共23张ppt)

文档属性

名称 物理人教版(2019)选择性必修第一册第一章动量守恒定律 习题课(共23张ppt)
格式 pptx
文件大小 2.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-11-14 19:53:22

图片预览

文档简介

(共23张PPT)
习题课一 动量守恒定律的应用
动量守恒中的临界问题
在动量守恒定律的应用中常遇到相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向运动等临界问题。
常见类型
(1)弹簧类: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)斜面类: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,在竖直方向上的分速度等于零。
(3)子弹打木块类: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长度之和。
1.如图,一质量m1=0.45 kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上。车顶右端放一质量m2=0.5 kg的小物块,小物块可视为质点,小物块与小车上表面之间的动摩擦因数μ=0.5。现有一质量的子弹以v0=100 m/s的水平速度射入小车左端,并留在车中,子弹与车相互作用时间很短,g取10 m/s2。
(1)求子弹刚刚射入小车时,小车的速度大小v1。
(2)要使小物块不脱离小车,小车的长度至少为多少
答案:(1)10 m/s (2)5 m
2.如图,质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m 的小球从距A点正上方h0高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升的最大高度为,不计空气阻力。则下列说法正确的是(  )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小车向左运动的最大距离为R
C. 小球从B点离开小车不会再落回轨道内
D. 小球从B点离开小车后又会从B点落回轨道,再次恰好到达A点时速度为零不会从A点冲出
答案:B
3.如图,从A点以某一水平速度v0抛出质量的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好以的速度大小沿切线方向进入圆心角∠BOC=37°的固定光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在光滑水平面上的长木板,圆弧轨道C 端的切线水平。已知长木板的质量,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6 m、h=0.15 m,圆弧轨道半径R=0.75 m,物块与长木板间的动摩擦因数,g取10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
(1)求小物块在A点时的速度大小v0;
(2)求小物块滑至C点时,对圆弧轨道的压力大小;
(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板。
答案:(1)4 m/s (2)47.3 N (3)1.6 m
4.如图,A、B、C三个木块的质量均为m,置于光滑的水平面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与木块接触但不固定,将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B、C紧连,使弹簧不能伸展,以至于B、C可视为一个整体。现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动,与B相碰并粘合在一起以后细线突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离。已知C离开弹簧后的速度恰为v0,求弹簧释放的势能。
易错点1:矢量的方向被忽略
1.如图,两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的过程中( )
A. 两物体所受重力冲量相同
B. 两物体所受合外力冲量相同
C. 两物体到达斜面底端时动量相同
D. 两物体到达斜面底端时动量不同
D
易错点2:不理解冲量的概念
2.如图,皮带在电动机的带动下保持的恒定速率沿顺时针方向转动。现将一质量的物体由静止轻放在皮带上,物体和皮带间的动摩擦因数。设皮带足够长,取,在物体与皮带发生相对滑动的过程中,皮带对物体的冲量大小为( )
A. B. C. D. N s
D
易错点3:动量守恒条件理解不准确
3.如图,光滑水平地面上质量为M、半径为R且内壁光滑的半圆槽左侧靠竖直墙壁静止。质量为m的小球可视为质点,从槽口A的正上方某高度处由静止释放,并从A点沿切线进入槽内,最后从C点离开半圆槽,B为半圆槽的最低点。关于小球与槽相互作用的过程,下列说法中正确的是( )
A. 小球在槽内从A运动到B的过程中,小球与槽组成的系统在水平方向动量不守恒
B. 小球在槽内从A运动到B的过程中,小球机械能不守恒
C. 小球在槽内从B运动到C 的过程中,小球与槽在水平方向上动量不守恒
D. 小球离开C点以后,将做竖直上抛运动
A
易错点4:单纯套用动量守恒定律的公式,而不考虑实际情况
4.如图,在足够长的固定斜面上有一质量为m的薄木板A,木板A获得初速度v0后恰好能沿斜面匀速下滑。现有一质量也为m的小滑块B无初速度轻放在木板A的上表面,对于滑块B在木板A上滑动的过程(B始终未从A 的上表面滑出,B与A 间的动摩擦因数大于A与斜面间的动摩擦因数),以下说法正确的是( )
A. A、B组成的系统动量和机械能都守恒
B. A、B组成的系统动量和机械能都不守恒
C. 当B的速度为时,A的速度为。
D. 当A的速度为时,B的速度为。
C
易错点5 混淆相对速度和对地速度
5.如图所示,质量为M 的小车上面站着一个质量为m的人,小车以v0的速度在光滑的水平面上前进。开始时人和小车相对静止,现在人以相对于小车为u的速度水平向后跳出后,车速增加了多少
Δv =
一、流体微元法
对“连续”质点系发生持续作用的情况,选取很短时间内动量(或其他量)发生变化的那部分作为研究对象,建立“流体”模型,使问题变得直观、容易理解。
1.使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势,得到广泛应用。如图,若水柱横截
面积为S,水流以速度v 垂直射到被切割的钢板上,之后水速减为零,已知水的密度为,则水对钢板的冲击力大小为多少
二、临界值法:以原理、定理或定律为依据,直接从临界状态和相应的临界量入手,求所研究问题的特殊规律和特殊解。
2.如图,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切,小滑块B静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,已知圆弧轨道半径,小滑块A、B的质量关系是重力加速度,则碰后小滑块B的速度大小不可能是( )
A. 5 m/s
B. 4 m/s
C. 3 m/s
D. 2 m/s
A
三、程序法:程序法是依据事件发生的顺序,对各物理过程分段研究的方法,多用于求解多过程问题。
3.如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C,B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中
(1)整个系统损失的机械能;
(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
(1) (2)
历年高考真题体验
8.(2022重庆,4)在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中,某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线(如图)。从碰撞开始到碰撞结束过程中,若假人头部只受到安全气囊的作用,则由曲线可知,假人头部( )
A. 速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积
B. 动量大小先增大后减小
C. 动能变化正比于曲线与横轴围成的面积
D. 加速度大小先增大后减小
D
9.(2021广东,13)算盘是我国古老的计算工具,中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动,使用前算珠需要归零。如图,水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置,甲靠边框b,甲、乙相隔s1=3.5×10-2m,乙与边框a相隔 s2=2.0×10-2m,算珠与导杆间的动摩擦因数μ=0.1。现用手指将甲以0.4m/s的初速度拨出,甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1m/s,方向不变,碰撞时间极短且不计,重力加速度。
(1)通过计算,判断乙算珠能否滑动到边框a;
(2)求甲算珠从拨出到停下所需的时间。
(1)能
(2)0.2s
10.(2022广东,13)某同学受自动雨伞开伞过程的启发,设计了如图的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块,初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度向上滑动时,受到滑杆的摩擦力。滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞,带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量,滑杆的质量,A、B间的距离,重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中,桌面对滑杆支持力的大小N1和N2;
(2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v;
(3)滑杆向上运动的最大高度h。
(1)8N 5N (2)8(3)0.2m
11.(2022北京,10)质量为m1和 m2的两个物体在光滑水平面上正碰,其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.碰撞前 m2的速率大于m1的速率
B.碰撞后m2的速率大于m1的速率
C.碰撞后m2的动量大于m1的动量
D.碰撞后m2的动能小于m1的动能
C
12.(2023 天津,12)已知A、B两物体mA=2 kg,mB=1 kg,A物体从h=1.2m处自由下落,且同时B物体从地面竖直上抛,经过相遇碰撞后,两物体立刻粘在一起运动,已知重力加速度,求:
(1)碰撞时离地高度x;
(2)碰后速度v;
(3)碰撞损失机械能ΔE.
(1)1m (2)0 (3)12J
13.(2023广东,15)如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的平台组成,滑槽高为3L,平台高为L.药品盒A、B依次被轻放
在以v0的速度匀速运动的传送带上,在与传送带达到共速后,从M点进入滑槽,A刚好滑
到平台最右端N点停下,随后滑下的B以2v0的速度与A发生正碰,碰撞时间极短,碰撞后
A、B恰好落在桌面上圆盘直径的两端。已知A、B的质量分别为m和2m,碰撞过程中损失的能量为碰撞前瞬间总动能的。A与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,A、B在滑至N点之前不发生碰撞,忽略空气阻力和圆盘的高度,将药品盒视为质点。求:
(1)A在传送带上由静止加速到与传送带共速所用的时间t;
(2)B从M点滑至N点的过程中克服阻力做的功W;
(3)圆盘的圆心到平台右端N点的水平距离s.
(1)(2)6mgL(3)
14.(2022 福建,14)如图,L形滑板A静置在粗糙水平面上,滑板右端固定一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧左端与一小物块B相连,弹簧处于原长状态。一小物块C以初速度v0从滑板最左端滑入,滑行s0后与B发生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短),然后一起向右运
动;一段时间后,滑板A也开始运动。已知A、B、C的质量均为m,滑板与小物块、滑板与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g;最大静摩擦力近似等于滑动摩擦
力,弹簧始终处于弹性限度内。求:
(1)C在碰撞前瞬间的速度大小;
(2)C与B碰撞过程中损失的机械能;
(3)从C与B相碰后到A开始运动的过程中,C和B克服摩擦力所做的功。
(1) (2)m() (3)
15.(2022河北,13)如图,光滑水平面上有两个等高且足够长的滑板A和B,质量分别为1kg和2kg,A右端和B左端分别放置物块C和D,物块质量均为1kg。A和C以相同速度
向右运动,B和D以相同速度kv0向左运动,在某时刻发生碰撞,作用时间极短,碰撞后C与D粘在一起形成一个新物块,A与B粘在一起形成一个新滑板。物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ=0.1,重力加速度大小取。
(1)若,求碰撞后瞬间新物块与新滑板各自速度的大小和方向;
(2)若,从碰撞后到新物块与新滑板相对静止时,求两者相对位移的大小。
(1)5(1-k),方向水平向右
,方向水平向右
(2)1.875m