2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點專題突破 專題33 動量守恒定律的應(yīng)用之爆炸、反沖及“人船模型”學(xué)案.doc
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突破33 動量守恒定律的應(yīng)用之爆炸、反沖及“人船模型”1爆炸的特點(1)動量守恒:由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的,發(fā)生爆炸時物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力,所以在爆炸過程中,系統(tǒng)的總動量守恒。(2)動能增加:在爆炸過程中,由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動能,所以爆炸前后系統(tǒng)的總動能增加。(3)位置不變:爆炸的時間極短,因而在作用過程中,物體產(chǎn)生的位移很小,一般可忽略不計,可以認(rèn)為爆炸后仍然從爆炸前的位置以新的動量開始運動。2反沖(1)現(xiàn)象:物體的不同部分在內(nèi)力的作用下向相反方向運動的現(xiàn)象。(2)特點:一般情況下,物體間的相互作用力(內(nèi)力)較大,因此系統(tǒng)動量往往有以下幾種情況:動量守恒;動量近似守恒;某一方向上動量守恒。反沖運動中機械能往往不守恒。(3)實例:噴氣式飛機、火箭等都是利用反沖運動的實例。3“人船模型”(1)模型的適用條件物體組成的系統(tǒng)動量守恒且系統(tǒng)中物體原來均處于靜止?fàn)顟B(tài),合動量為0.(2)模型特點1)遵從動量守恒定律,如圖所示2)兩物體的位移滿足:mM0x人x船L即x人L,x船Lmv人Mv船0(3)利用人船模型解題需注意兩點1)條件系統(tǒng)的總動量守恒或某一方向上的動量守恒。構(gòu)成系統(tǒng)的兩物體原來靜止,因相互作用而反向運動。x1、x2均為沿動量方向相對于同一參考系的位移。2)解題關(guān)鍵是畫出草圖確定初、末位置和各物體位移關(guān)系?!镜淅?】如圖所示,光滑水平面上有三個滑塊A、B、C,質(zhì)量關(guān)系是mAmCm、mB.開始時滑塊B、C緊貼在一起,中間夾有少量炸藥,處于靜止?fàn)顟B(tài),滑塊A以速度v0正對B向右運動,在A未與B碰撞之前,引爆了B、C間的炸藥,炸藥爆炸后B與A迎面碰撞,最終A與B粘在一起,以速率v0向左運動求:(1)炸藥爆炸過程中炸藥對C的沖量;(2)炸藥的化學(xué)能有多少轉(zhuǎn)化為機械能?【答案】(1)mv0,方向向左(2)mv【典例2】將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點火升空,50 g燃燒的燃?xì)庖源笮?00 m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出,在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)()A30 kgm/sB5.7102 kgm/sC6.0102 kgm/s D6.3102 kgm/s【答案】 A【解析】燃?xì)鈴幕鸺龂娍趪姵龅乃查g,火箭和燃?xì)饨M成的系統(tǒng)動量守恒,設(shè)燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的動量大小為p,根據(jù)動量守恒定律,可得pmv00,解得pmv00.050 kg600 m/s30 kgm/s,選項A正確【典例3】如圖所示,小車(包括固定在小車上的桿)的質(zhì)量為M,質(zhì)量為m的小球通過長度為L的輕繩與桿的頂端連接,開始時小車靜止在光滑的水平面上,現(xiàn)把小球從與O點等高的地方釋放,小車向左運動的最大位移是()A. B.C. D.解題指導(dǎo)小球和小車在水平方向上不受外力作用,整個過程中在水平方向系統(tǒng)動量守恒,總動量始終為零,滿足“人船模型”【答案】B【典例4】載人氣球靜止于高h(yuǎn)的空中,氣球的質(zhì)量為M,人的質(zhì)量為m,若人沿繩梯滑至地面,則繩梯至少為多長?【答案】h?!窘馕觥?氣球和人原來靜止在空中,說明系統(tǒng)所受合外力為零,故系統(tǒng)在人下滑過程中動量守恒,人著地時繩梯至少應(yīng)接觸地面,設(shè)繩梯長為L,人沿繩梯滑至地面,人的位移為x人,球的位移為x球,它們的位移狀態(tài)圖如圖所示,由平均動量守恒有:0Mx球mx人,又有x球x人L,x人h,故Lh?!靖櫠逃?xùn)】1. (多選)向空中發(fā)射一物體,不計空氣阻力。當(dāng)此物體的速度恰好沿水平方向時,物體炸裂成a、b兩塊,若質(zhì)量較大的a塊的速度方向仍沿原來的方向,則 ()Ab的速度方向一定與原速度方向相反B從炸裂到落地的這段時間里,a飛行的水平距離一定比b的大Ca、b一定同時到達水平地面D在炸裂過程中,a、b受到的爆炸力大小一定相等【答案】CD【解析】空中爆炸問題,因系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,故滿足系統(tǒng)動量守恒的條件。由題中所給物理情炸裂過程a與b相互作用遵循牛頓第三定律,F(xiàn)與F等值、反向,D正確。2 有一個質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出,到達最高點時速度大小為v0、方向水平向右,在最高點爆炸成質(zhì)量不等的兩塊,其中一塊質(zhì)量為2m,速度大小為v,方向水平向右,則另一塊的速度是()A3v0vB2v03vC3v02v D2v0v【答案】C【解析】 在最高點水平方向動量守恒,由動量守恒定律可知,3mv02mvmv,可得另一塊的速度為v3v02v,對比各選項可知,【答案】選C.3一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進入太空預(yù)定位置,由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1,后部分的箭體質(zhì)量為m2,分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行,若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化,則分離后衛(wèi)星的速率v1為()Av0v2 Bv0v2Cv0v2 Dv0(v0v2)【答案】 D.【解析】對火箭和衛(wèi)星由動量守恒定律得(m1m2)v0m2v2m1v1,解得v1v0(v0v2)4將靜置在地面上,質(zhì)量為M(含燃料)的火箭模型點火升空,在極短時間內(nèi)以相對地面的速度v0豎直向下噴出質(zhì)量為m的熾熱氣體忽略噴氣過程重力和空氣阻力的影響,則噴氣結(jié)束時火箭模型獲得的速度大小是()A. v0 B v0C. v0 D v0【答案】 D.【解析】應(yīng)用動量守恒定律解決本題,注意火箭模型質(zhì)量的變化取向下為正方向,由動量守恒定律可得:0mv0(Mm)v故v,選項D正確5. 一自身質(zhì)量為100 kg的小船靜止在平靜的湖面上,船長為6 m,一質(zhì)量為50 kg的人從船尾走到船頭,在此過程中船對岸的位移大小為(人行走前人、船均靜止,水的阻力不計)()A3 mB2 mC4 m D0【答案】B.6有一條捕魚小船??吭诤叴a頭,小船又窄又長(估計一噸左右)一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量他進行了如下操作:首先將船平行碼頭自由停泊,輕輕從船尾上船,走到船頭后停下來,而后輕輕下船,用卷尺測出船后退的距離為d,然后用卷尺測出船長L,已知他自身的質(zhì)量為m,則漁船的質(zhì)量M為()A. BC. D【答案】B.【解析】據(jù)題意,人從船尾走到船頭過程中,動量守恒,則有:Mvmv,即Mm,則船的質(zhì)量為:M,B正確,A、C、D錯誤7. 如圖,木塊A、B的質(zhì)量均為m,放在一段粗糙程度相同的水平地面上,木塊A、B間夾有一小塊炸藥(炸藥的質(zhì)量可以忽略不計)讓A、B以初速度v0一起從O點滑出,滑行一段距離后到達P點,速度變?yōu)椋藭r炸藥爆炸使木塊A、B脫離,發(fā)現(xiàn)木塊B立即停在原位置,木塊A繼續(xù)沿水平方向前進已知O、P兩點間的距離為s,設(shè)炸藥爆炸時釋放的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為木塊的動能,爆炸時間很短可以忽略不計,求:(1)木塊與水平地面的動摩擦因數(shù);(2)炸藥爆炸時釋放的化學(xué)能【答案】:(1)(2)mv- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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