约4090字。
动量守恒定律习题课
教学目标:掌握应用动量守恒定律解题的方法和步骤
能综合运用动量定理和动量守恒定律求解有关问题
教学重点:熟练掌握应用动量守恒定律解决有关力学问题的正确步骤
教学难点:守恒条件的判断,系统和过程的选择,力和运动的分析
教学方法:讨论,总结;讲练结合
【讲授新课】
1、“合二为一”问题:两个速度不同的物体,经过相互作用,最后达到共同速度。
例1、甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶,速度均为6m/s.甲车上有质量为m=1kg的小球若干个,甲和他的车及所带小球的总质量为M1=50kg,乙和他的车总质量为M2=30kg。现为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面16.5m/s的水平速度抛向乙,且被乙接住。假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不致相撞,试求此时:
(1)两车的速度各为多少?(2)甲总共抛出了多少个小球?
分析与解:甲、乙两小孩依在抛球的时候是“一分为二”的过程,接球的过程是“合二为一”的过程。
(1)甲、乙两小孩及两车组成的系统总动量沿甲车的运动方向,甲不断抛球、乙接球后,当甲和小车与乙和小车具有共同速度时,可保证刚好不撞。设共同速度为V,则:
M1V1-M2V1=(M1+M2)V
(2)这一过程中乙小孩及时的动量变化为:△P=30×6-30×(-1.5)=225(kg·m/s)
每一个小球被乙接收后,到最终的动量弯化为△P1=16.5×1-1.5×1=15(kg·m/s)
故小球个数为
2、“一分为二”问题:两个物体以共同的初速度运动,由于相互作用而分开后以不同的速度运动。
例2、人和冰车的总质量为M,另有一个质量为m的坚固木箱,开始时人坐在冰车上静止在光滑水平冰面上,某一时刻人将原来静止在冰面上的木箱以速度V推向前方弹性挡板,木箱与档板碰撞后又反向弹回,设木箱与挡板碰撞过程中没有机械能的损失,人接到木箱后又以速度V推向挡板,如此反复多次,试求人推多少次木箱后将不可能再接到木箱?(已知)
解析:人每次推木箱都可看作“一分为二”的过程,人每次接箱都可以看作是“合二为一”的过程,所以本题为多个“一分为二”和“合二为一”过程的组合过程。
设人第一次推出后自身速度为V1,则:MV1=mV,
人接后第二次推出,自身速度为V2,则mV+2mV=MV2
(因为人每完成接后推一次循环动作,自身动量可看成增加2mV)
设人接后第n次推出,自身速度为Vn,则mV+2mV(n-1)=MVn
∴Vn=(2n-1)V,
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