动量守恒定律在碰撞中的应用几种常见模型分析共23页
动量守恒定律在板块模型中的应用例析
动量守恒定律在板块模型中的应用例析动量守恒定律在板块模型中的应用例析作为一个地球科学爱好者,我对地球板块模型和其运动规律一直充满了兴趣。
在这篇文章中,我将详细探讨动量守恒定律在板块模型中的应用,并分享一些个人观点和理解。
一、什么是动量守恒定律?在讨论动量守恒定律在板块模型中的应用之前,我们需要先了解一下什么是动量守恒定律。
动量守恒定律是物理学中一个重要的基本定律,它描述了一个封闭系统中的物体动量的守恒。
动量是物体的质量乘以速度,可以简单理解为物体在运动中的惯性。
按照动量守恒定律,在封闭系统中,物体相互作用导致的动量变化之和为零,即动量守恒。
二、动量守恒定律在板块模型中的应用2.1 地球板块运动地球板块模型是地壳的一种表达方式,描述了地球表面的外壳以数个大块或小块来划分。
这些板块在地球内部的流动和碰撞是地质活动和地震的主要原因。
在板块运动中,动量守恒定律发挥着重要的作用。
当两个板块相互碰撞或滑动时,它们之间会存在动量的交换。
根据动量守恒定律,两个板块所受的动力的大小和方向必须相等且相反,以使总动量保持不变。
2.2 板块边界类型根据板块间相对运动的不同方式,我们可以将板块边界分为三种类型:边界滑移、边界聚合和边界分离。
在边界滑移型板块边界中,两个板块相互滑动,沿着边界线发生水平位移。
这种情况下,动量守恒定律保证了两个板块之间的动力平衡,并且没有产生垂直方向的位移。
在边界聚合型板块边界中,两个板块相互碰撞,在碰撞的过程中动量守恒定律确保了总动量守恒,并导致了新的地形的形成。
在边界分离型板块边界中,两个板块相互远离,动量守恒定律确保了两个板块之间的动力平衡,并且没有产生额外的动力。
三、个人观点和理解对于我来说,动量守恒定律在板块模型中的应用是非常有意思的。
它帮助我们理解了地球上发生的地质活动,包括地震、火山喷发和山脉的形成。
通过运用动量守恒定律,我们可以更好地解释和预测板块之间的相对运动,并理解地表形态的演化。
动量守恒定律的典型模型
M
m
四.子弹打木块的模型
1.运动性质:子弹对地在滑动摩擦力作用下匀减
速直线运动;木块在滑动摩擦力作用下做匀加速 运动。
2.符合的规律:子弹和木块组成的系统动量守恒, 机械能不守恒。
3.共性特征:一物体在另一物体上,在恒定的阻 力作用下相对运动,系统动量守恒,机械能不守
恒,ΔE = f 滑d相对
由功能关系得
mg
(s
x)
1 2
mV
2
1 2
mv02
mgx
1 2
(m
2M
)V
2
1 2
mv
2 0
相加得 mgs 1 2MV 2
②
2
解①、②两式得 x
Mv02
③
(2M m)g
代入数值得
v0
C
B
A
x 1.6m ④
xC
S
B
VA
x 比B 板的长度l 大.这说明小物块C不会停在B板上,而要
滑到A 板上.设C 刚滑到A 板上的速度为v1,此时A、B板的
多大的速度做匀速运动.取重力加速度g=10m/s2.
m=1.0kg
C
v0 =2.0m/s
B
A
M=2.0kg M=2.0kg
解:先假设小物块C 在木板B上移动距离 x 后,停在B上.这
时A、B、C 三者的速度相等,设为V.
由动量守恒得 mv0 (m 2M )V
①
在此过程中,木板B 的位移为S,小木块C 的位移为S+x.
M=16 kg,木块与小车间的动摩擦因数为μ=0.5,木
块没有滑离小车,地面光滑,g取10 m/s2,求: (1)木块相对小车静止时小车的速度; (2)从木块滑上小车到木块相对于小车刚静止时, 小车移动的距离. (3)要保证木块不滑下平板车,平板车至少要有多 长?
多次碰撞模型(解析版)-动量守恒的十种模型
动量守恒的十种模型多次碰撞模型模型解读所谓多次碰撞模型是指,两个物体或多个物体发生多次碰撞,且这些碰撞满足某种规律。
【典例精析】1(2024湖南长沙高三适应性考试)如图,将火车停在足够长的平直铁轨上。
(1)若整列火车质量为M,所受阻力恒为F0,当整列火车速度为v时,发动机的功率为P0,求此时火车的加速度;(2)若整列火车所受阻力恒为F0,某次测试时整列火车的运动分为两个阶段。
第一阶段火车受到大小为kF0的恒定牵引力由静止启动,位移为x时,发动机的实际功率正好等于额定功率,然后进入第二阶段;第二阶段发动机保持额定功率继续前进,已知两个阶段用时相等,第二阶段的末速度为初速度2倍。
求第二阶段火车的位移;(3)若整列火车由1节动力车头和23节无动力车厢组成,动力车头质量为2m,每节无动力车厢质量均为m。
火车在启动前,车头会先向后退一段距离,使得各相邻车厢之间的连接挂钩松弛,车厢无间距紧挨着,然后车头从静止开始启动,逐节带动各节车厢直至最后一节车厢启动。
启动过程中车头牵引力恒为F,忽略一切阻力。
为了研究方便,将车头及相邻车厢之间的连接挂钩简化为不可伸长的长度为l的轻绳,绳子绷直的瞬间相连的物体间可看做发生完全非弹性碰撞,碰撞时间忽略不计。
整个启动过程中,带动第几节无动力车厢前,车头的速度达到最大?【参考答案】(1)P0-F0vMv;(2)(k+1)x;(3)3【名师解析】(1)根据P0=F1v 可知F1=P0 v根据牛顿第二定律F1-F0=Ma 解得a=P0-F0v Mv(2)设火车第一阶段运动时间为t,末速度为v2,第二阶段的位移为x2由动能定理得k-1F0x=12Mv22再由动量定理得(k-1)F0t=Mv2发动机的额定功率P m=kF0v2由上可知,第二阶段的初速度为v2,末速度为2v2,由动能定理得P m t-F0x2=12M2v22-v22解得x2=(k+1)x(3)设拖动第n节车厢前,车头的速度为u n,绳子绷直后车头的速度为u′n,拖动第一节车厢前,对车头由动能定理得12⋅2mu21=Fl绳子绷直,对车头和第一节车厢由动量守恒定律得2mu1=(2m+m)u′1同理,拖动第n节车厢前,对于车头和前(n-1)节车厢由动能定理得1 22m+n-1mu2n=122m+n-1mu 2n-1+Fl绳子绷直,对于车头和前n节车厢由动量守恒定律得[2m+(n-1)m]u n=(2m+nm)u′n 由上式得u n=n+1n+2u n可推出u n-1=nn+1u n-1联立有n+12u2n=n2u2n-1+2n+1Fl m令a n=(n+1)2u n2,得到a n=a n-1+n+12Fl ma n-1=a n-2+n2Flm a n-2=a n-3+n-12Fl m⋯⋯a2=a1+32Flm 其中a1=4Flm上几式相加得到a n=a1+n+4n-1Fl m则n +122u n =n 2+3nFl m解得u 2n=n 2+3nn +1 2⋅Fl m =n +1 2+n +1 -2n +1 2⋅Fl m =1+1n +1-2(n +1)2 ⋅Fl m 当1n +1=14,即n =3时有最大值。
碰撞及类碰撞模型归类例析
碰撞及类碰撞模型归类例析“碰撞”是高中物理中的一个重要模型,它涉及动量定理、动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律等诸多知识。
处理碰撞问题,需要先根据题意选取恰当的研究对象,合理选取研究过程,并把握该过程的核心要素,再判断研究对象的动量是否守恒、机械能是否守恒,然后根据相应物理规律列方程求解。
一、碰撞的特点:(1)作用时间极短,内力远大于外力,因为极短相互作用时间内可以忽略外力的影响,对系统而言动量保持不变,即总动量总是守恒的;(2)系统能量不能凭空增加,在碰撞过程中,因为没有其他形式的能量转化为动能,所以总动能一定不会增加,在完全弹性碰撞过程中动能守恒,然而在非弹性碰撞中,系统动能减小,总之碰撞不会导致系统动能增加;(3)在碰撞过程中,当两物体碰后速度相等,即发生完全非弹性碰撞时,系统动能损失最大; (4)在碰撞过程中,两物体产生的位移可以忽略不计。
二、常见的碰撞模型: 1.弹性碰撞弹性碰撞是高中物理碰撞问题中最常见的模型,对该碰撞问题的处理所依据的物理原理也相对容易理解。
所谓的弹性碰撞是指研究对象之间在碰撞的瞬间动能没有损失。
(1)动静碰撞模型如图所示,在光滑的水平面上质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性碰撞.小球发生的是弹性碰撞,由动量守恒和能量守恒,得111122m v m v m v ''=+ ,222111122111222m v m v m v ''=+ 由上两式解得:121112m m v v m m -'=+ ,121122m v v m m '=+ 推论:① 若m 1 = m 2,可得v'1 = 0、v'2 = v 1,相当于两球交换速度。
② 若m 1 > m 2,则v'1>0 且v'2>0,即v'1和v'2均为正值,表示碰撞后两球的运动方向与v 1相同. ③ 若m 1>>m 2,则m 1-m 2≈m 1,m 1 + m 2≈m 1,可得v'1 = v1,v'2 = 2v 1。
动量守恒定律的应用广义碰撞
fd
M 2m M m
(s d) M 2m d
M m
s M 2m d d md
s d图
M m
M m
• 因M+m>m,因此sd,木块的位移较小 。
在此过程中转变成的内能为多少?
f
s d
fs 1
1 mv2 2
Mv2
1 2
mv02
2
M mv, v mv0 /M m
fd
1 2
mv02
模型:碰撞
碰撞过程实际上是一种相互接近、发生
相互作用、然后分离的过程。
v10 v20
vv
压缩过程
恢复过程
v1 v2
弹性碰撞
v1 v2
非弹性碰撞
v
完全非弹 性碰撞
总结:“碰撞过程”的制约
①动量制约(系统动量守恒的原则):即碰撞过程必须
受到“动量守恒定律的制约”:
mv1 mv2 mv1 mv2
对于A
f L1=
1m 2
v
2 0
由上述二式联立求得
L1
=
m +M 4M
L
扩展:在相对滑动的过程中,求: (1)相对滑动的时间 (2)木板和木块的位移 (3)摩擦力对木块做的功 (4)摩擦力对木板做的功 (5)整个过程产生的热量
B
V0 A V0
二、类弹性碰撞
基本特征:基本特征:相互作用的两物体所构成的 系统动量守恒或水平方向动量守恒,从开始发生作
②动能制约:即在碰撞过程,碰撞双方的总动能不会
增加:
1 2
mv12
1 2
mv22
1 2
mv12
1 2
mv22
③运动制约:即碰撞过程还将受到运动的合理性要求
动量守恒定律在板块模型中的应用例析
动量守恒定律在板块模型中的应用例析在物理学中,动量守恒定律是一个非常重要的概念。
它告诉我们,在一个封闭系统内,如果没有外部的作用力,物体的总动量将保持不变。
这个定律不仅在微观世界中成立,也在宏观世界中有着广泛的应用。
而在地球科学中,板块模型是一个非常重要的理论,它描述了地球表面的构造和演变,而动量守恒定律在这个模型中也有着重要的应用。
本文将探讨动量守恒定律在板块模型中的具体应用,并从不同角度来解析这一问题。
1. 动量守恒定律概述让我们来回顾一下动量守恒定律的基本概念。
动量是描述物体运动状态的物理量,它等于物体的质量乘以速度。
动量守恒定律指出,如果一个系统内部没有外部作用力的情况下,系统的总动量将保持不变。
这意味着,即使在碰撞过程中,物体之间发生了相互作用,它们的总动量也不会发生改变。
这一定律在物理学中有着广泛的应用,例如在弹道学、碰撞理论等领域都有着重要的地位。
而在地球科学中,板块模型是一个非常重要的理论,它描述了地球表面的构造和演变,而动量守恒定律在这个模型中也有着重要的应用。
2. 板块模型概述接下来,我们将来介绍板块模型的基本概念。
板块模型是地球科学中描述地壳运动的一个重要理论,它认为地球的外部由许多大小不等、形状各异的板块构成,它们在地球表面上移动,相互之间发生相互作用,从而导致地壳的构造和地震、火山等地质灾害的发生。
在板块模型中,地球表面被划分为若干板块,这些板块之间存在相对运动,导致地壳表面上出现了不同的地质现象。
板块模型的提出是为了解释地球上存在的地震、火山和山脉等现象,它为地球科学领域的研究提供了重要的理论基础。
3. 动量守恒定律在板块模型中的应用现在,让我们来具体讨论一下动量守恒定律在板块模型中的应用。
在地球科学领域中,板块边界的相互作用是地球上地质活动的重要原因之一。
在这些板块相互作用的过程中,动量守恒定律起着重要的作用。
以地震为例,在地球板块相互作用的过程中,如果没有外部作用力的情况下,地震发生前后地球的总动量是不会发生改变的。
动量守恒定律10个模型
动量守恒定律10个模型简介动量守恒定律是物理学中的一个重要定律,它描述了在一个孤立系统中,系统的总动量在时间上是守恒的。
根据动量守恒定律,我们可以推导出许多有趣的模型和应用。
本文将介绍10个与动量守恒定律相关的模型,帮助读者更好地理解和应用这一定律。
1. 碰撞模型碰撞是动量守恒定律最常见的应用之一。
当两个物体碰撞时,它们之间的动量可以发生变化,但它们的总动量必须保持不变。
根据碰撞模型,我们可以计算出碰撞前后物体的速度和动量的变化。
2. 均质质点模型在动量守恒定律中,我们通常将物体看作是均质质点,即物体的质量分布均匀。
这样做的好处是简化计算,使得动量守恒定律更易于应用。
3. 爆炸模型爆炸是动量守恒定律另一个重要的应用场景。
当一个物体爆炸成多个碎片时,每个碎片的动量之和必须等于爆炸前物体的总动量。
通过爆炸模型,我们可以计算出碎片的速度和动量。
4. 转动惯量模型动量守恒定律不仅适用于质点,还适用于旋转物体。
当一个旋转物体发生转动时,它的动量也必须守恒。
转动惯量模型帮助我们计算旋转物体的动量和角速度的变化。
5. 弹性碰撞模型弹性碰撞是碰撞模型的一个特殊情况,它要求碰撞前后物体的动能守恒。
在弹性碰撞模型中,我们可以计算出碰撞后物体的速度和动量,以及碰撞过程中的能量转化情况。
6. 非弹性碰撞模型非弹性碰撞是碰撞模型的另一个特殊情况,它要求碰撞过程中有能量损失。
在非弹性碰撞模型中,我们可以计算出碰撞后物体的速度和动量,以及碰撞过程中的能量转化情况。
7. 线性动量守恒模型线性动量守恒模型是动量守恒定律的一个基本应用。
它适用于直线运动的物体,通过计算物体的质量和速度,我们可以得到物体的动量和动量守恒的结果。
8. 角动量守恒模型角动量守恒模型是动量守恒定律在旋转物体中的应用。
通过计算物体的转动惯量和角速度,我们可以得到物体的角动量和角动量守恒的结果。
9. 动量守恒实验模型动量守恒实验模型是利用实验验证动量守恒定律的方法。
在四种常见模型中应用动量守恒定律(解析版)
在四种常见模型中应用动量守恒定律导练目标导练内容目标1人船模型和类人船模型目标2反冲和爆炸模型目标3弹簧模型目标4板块模型【知识导学与典例导练】一、人船模型和类人船模型1.适用条件①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量为零;②动量守恒或某方向动量守恒.2.常用结论设人走动时船的速度大小为v 船,人的速度大小为v 人,以船运动的方向为正方向,则m 船v 船-m 人v 人=0,可得m 船v 船=m 人v 人;因人和船组成的系统在水平方向动量始终守恒,故有m 船v 船t =m 人v 人t ,即:m 船x 船=m 人x 人,由图可看出x 船+x 人=L ,可解得:x 人=m 船m 人+m 船L ;x 船=m 人m 人+m 船L3.类人船模型类型一类型二类型三类型四类型五1有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计一吨左右),一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量,他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头后停下来,而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离为d ,然后用卷尺测出船长L ,已知他自身的质量为m ,则渔船的质量()A.m (L +d )dB.md (L -d )C.mL dD.m (L -d )d【答案】D【详解】因水平方向动量守恒,可知人运动的位移为(L -d )由动量守恒定律可知m (L -d )=Md解得船的质量为M =m (L -d )d故选D 。
2如图所示,滑块和小球的质量分别为M 、m 。
滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O 由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为L ,重力加速度为g 。
开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。
现将小球由静止释放,下列说法正确的是( )。
A.滑块和小球组成的系统动量守恒B.滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒C.滑块的最大速率为2m 2gLM (M +m )D.滑块向右移动的最大位移为mM +mL【答案】BC【详解】A .小球下摆过程中竖直方向有分加速度,系统的合外力不为零,因此系统动量不守恒,A 错误;B .绳子上拉力属于内力,系统在水平方向不受外力作用,因此系统水平方向动量守恒,B 正确;C .当小球落到最低点时,只有水平方向速度,此时小球和滑块的速度均达到最大,取水平向右为正方向,系统水平方向动量守恒有Mv 1-mv 2=0由系统机械能守恒有mgL =12mv 22+Mv 21解得滑块的最大速率v 1=2m 2gLM (M +m ),C 正确;D .设滑块向右移动的最大位移为x ,根据水平动量守恒得M x t -m 2L -x t =0解得x =2mM +mL ,D 错误;故选BC 。
动量与碰撞解析动量守恒定律与碰撞的应用
动量与碰撞解析动量守恒定律与碰撞的应用动量与碰撞解析动量守恒定律与碰撞的应用动量是物体在运动过程中所具有的性质,它描述了物体运动的力度和方向。
在力学中,动量的守恒是一个重要的定律,它可以帮助我们分析和解决各种碰撞问题。
本文将探讨动量守恒定律与碰撞的应用,并通过具体案例来解析这些问题。
一、动量守恒定律动量守恒定律是指在一个系统内,当无外力作用时,系统的总动量守恒。
即系统内物体的总动量在碰撞前后保持不变。
这个定律可以用数学公式表示为:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。
其中,m1和m2分别是两个物体的质量,v1和v2分别是它们的初速度,v1'和v2'分别是它们的末速度。
通过动量守恒定律,我们可以计算出碰撞过程中物体的速度变化。
二、完全弹性碰撞完全弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞中没有能量损失的情况下发生的碰撞。
在完全弹性碰撞中,动量守恒定律成立,并且还要考虑动能守恒定律。
通过这两个定律,我们可以解决完全弹性碰撞的问题。
例如,两个具有质量m1和m2的物体在碰撞前速度分别为v1和v2,在碰撞后速度分别为v1'和v2'。
根据动量守恒定律,我们可以得到以下方程:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。
在完全弹性碰撞中,动能守恒定律也成立,它表示碰撞前后物体的总能量保持不变:(1/2)m1v1^2 + (1/2)m2v2^2 = (1/2)m1v1'^2 + (1/2)m2v2'^2。
通过这两个方程,我们可以求解出碰撞后物体的速度。
三、完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞中发生塑性变形或能量损失的情况下发生的碰撞。
在完全非弹性碰撞中,动量守恒定律成立,但动能守恒定律不成立。
通过动量守恒定律,我们可以解决完全非弹性碰撞的问题。
例如,两个具有质量m1和m2的物体在碰撞前速度分别为v1和v2,在碰撞后合并为一个物体,速度为v'。
动量守恒定律中几种常见模型的讨论
(二)、人船模型
例5:静止在水面上的小船长为L,质 量为M,在船的最右端站有一质量为 m的人,不计水的阻力,当人从最右 端走到最左端的过程中,小船移动的 距离是多大?
S
L-S
0=MS – m(L-S)
v0
动量守恒定律中几种常见模型的讨论
(一)碰撞模型
1、“碰撞”模型——两个运动物体发生短暂的相互作
用 “正碰”模型——碰撞前后物体的速度在同一直线
上例1:如图,A、B两小球质量分别为2kg和1kg,
它们在光滑的水平面上沿同一直线相向运动,速
率分别为6m/s和3m/s,发生碰撞后粘在一起以共
同的速度运动,求碰撞后两球的共同速度。
(2)质量相等两物体发生弹性正碰
互换速度 例如: v1=5m/s v2=0
v1’=0 v2’=5m/s
例如: v1=5m/s v2= - 2m/s v1’= - 2m/s v2’=5m/s
例3:质量为2kg的小球A以6m/s的速度与 质量为1kg的小球B发生正碰,求:碰撞 后两球速度的最大值和最小值。
例6:静止在水面上的小船长为L,质 量为M,在船的两端分别站有质量为 m1、m2的两人,不计水的阻力,当两 人在船上交换位置的过程中,小船移 动的距离是多大?
m1
m2
S
L-S
L+S
例7:载人气球原静止在高度为H的高空,气 球的质量为M,人的质量为m,现人要沿气球 上的软绳梯滑至地面,则绳梯至少要多长?
形变 完全恢复
形变 不完全恢复
动能 不损失 (动能守恒)
有动能损失
专题强化八 碰撞类的四类模型
专题强化八碰撞类的四类模型【专题解读 1.本专题主要研究碰撞过程的特点和满足的物理规律,并对碰撞模型进行拓展分析。
2.会分析物体的正碰模型、“滑块—弹簧”、“滑块—斜面”、“滑块—木板”碰撞模型的特点,并会应用相应规律解决问题。
3.用到的知识、规律和方法有:牛顿运动定律和匀变速直线运动规律,动量守恒定律,动能定理和能量守恒定律。
模型一“物体与物体”正碰模型1.碰撞问题遵守的三条原则(1)动量守恒:p1+p2=p1′+p2′。
(2)动能不增加:E k1+E k2≥E k1′+E k2′。
(3)速度要符合实际情况①碰前两物体同向运动,若要发生碰撞,则应有v后>v前,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则应有v前′≥v后′。
②碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变。
2.弹性碰撞的结论(1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′12m1v 21+12m2v22=12m1v1′2+12m2v2′2v1′=(m1-m2)v1+2m2v2m1+m2v2′=(m2-m1)v2+2m1v1m1+m2(2)若v2=0时,v1′=m1-m2m1+m2v1v2′=2m1m1+m2v1讨论:①若m1=m2,则v1′=0,v2′=v1(速度交换);②若m1>m2,则v1′>0,v2′>0(碰后,两物体沿同一方向运动);③若m1≫m2,则v1′≈v1,v2′≈2v1;④若m1<m2,则v1′<0,v2′>0(碰后,两物体沿相反方向运动);⑤若m1≪m2,则v1′≈-v1,v2′≈0。
3.非弹性碰撞碰撞结束后,动能有部分损失。
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′12m1v 21+12m2v22=12m1v1′2+12m2v2′2+ΔE k损4.完全非弹性碰撞碰撞结束后,两物体合二为一,以同一速度运动,动能损失最大。
m1v1+m2v2=(m1+m2)v12m1v 21+12m2v22=12(m1+m2)v2+ΔE k损max【真题示例1(2020·全国Ⅲ卷,15)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图1中实线所示。
动量守恒定律中的典型模型
动量守恒定律中的典型模型1、子弹打木块模型包括木块在长木板上滑动的模型,其实是一类题型,解决方法基本相同。
一般要用到动量守恒、动量定理、动能定理及动力学等规律,综合性强、能力要求高,是高中物理中常见的题型之一,也是高考中经常出现的题型。
例1:质量为2m、长为L的木块置于光滑的水平面上,质量为m的子弹以初速度V0水平向右射穿木块后,速度为V0/2。
设木块对子弹的阻力F恒定。
求:(1)子弹穿过木块的过程中木块的位移(2)若木块固定在传送带上,使木块随传送带始终以恒定速度u<V0水平向右运动,则子弹的最终速度是多少例2、如图所示,在光滑水平面上放有质量为2m的木板,木板左端放一质量为m的可视为质点的木块。
两者间的动摩擦因数为μ,现让两者以V0的速度一起向竖直墙向右运动,木板和墙的碰撞不损失机械能,碰后两者最终一起运动。
求碰后:(1)木块相对木板运动的距离s(2)木块相对地面向右运动的最大距离L2、人船模型例3、一条质量为M,长为L的小船静止在平静的水面上,一个质量为m的人站立在船头.如果不计水对船运动的阻力,那么当人从船头走到船尾时,船的位移多大?例4、载人气球原静止于高h的高空,气球质量为M,人的质量为m,若人沿绳梯滑至地面,则绳梯至少为多长?3、弹簧木块模型例5、质量为m 的物块甲以3m/s 的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m 的物体乙以4m/s 的速度与甲相向运动,如图所示。
则( )A .甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒 B .当两物块相距最近时,甲物块的速率为零C .当甲物块的速率为1m/s 时,乙物块的速率可能为2m/s ,也可能为0D .甲物块的速率可能达到5m/s例6、如图所示,光滑的水平面上有m A =2kg ,m B = m C =1kg 的三个物体,用轻弹簧将A 与B 连接.在A 、C 两边用力使三个物体靠近,A 、B 间的弹簧被压缩,此过程外力做功72 J ,然后从静止开始释放,求:(1)当物体B 与C 分离时,B 对C 做的功有多少?(2)当弹簧再次恢复到原长时,A 、B 的速度各是多大?例7、如图所示,光滑水平地面上静止放置两由弹簧相连木块A 和B,一质量为m 子弹,以速度v 0,水平击中木块A,并留在其中,A 的质量为3m,B 的质量为4m.(1)求弹簧第一次最短时的弹性势能(2)何时B 的速度最大,最大速度是多少?4、碰撞、爆炸、反冲Ⅰ、碰撞分类(两物体相互作用,且均设系统合外力为零)(1)按碰撞前后系统的动能损失分类,碰撞可分为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞. (2)弹性碰撞前后系统动能相等.其基本方程为① m 1v 1+m 2v 2=m 1 v 1'+m 2 v 2' ②222211222211'21'212121v m v m v m v m +=+ . (3)A 、B 两物体发生弹性碰撞,设碰前A 初速度为v 0,B 静止,则基本方程为 ① m A v 0=m A v A +m B v B ,②2220212121BB A A A v m v m v m += 可解出碰后速度0v m m m m v B A B A A +-=,C B Amv oBAv B =02v m m m BA A+.若m A =m B ,则v A = 0 ,v B = v 0 ,即质量相等的两物体发生弹性碰撞的前后,两物体速度互相交换(这一结论也适用于B 初速度不为零时).(4)完全非弹性碰撞有两个主要特征.①碰撞过程中系统的动能损失最大.②碰后两物体速度相等. Ⅱ、形变与恢复(1)在弹性形变增大的过程中,系统中两物体的总动能减小,弹性势能增大,在形变减小(恢复)的过程中,系统的弹性势能减小,总动能增大.在系统形变量最大时,两物体速度相等.(2)若形变不能完全恢复,则相互作用过程中产生的内能增量等于系统的机械能损失. Ⅲ、反冲(1)物体向同一方向抛出(冲出)一部分时(通常一小部分),剩余部分将获得相反方向的动量增量,这一过程称为反冲.(2)若所受合外力为零或合外力的冲量可以忽略,则反冲过程动量守恒.反冲运动中,物体的动能不断增大,这是因为有其他形式能转化为动能.例如火箭运动中,是气体燃烧释放的化学能转化为火箭和喷出气体的动能.例8、一个不稳定的原子核质量为M ,处于静止状态,放出一个质量为m 的粒子后反冲。
动量守恒定律10个模型
动量守恒定律10个模型动量守恒定律是物理学中的基本定律之一,它描述了一个封闭系统中的总动量在没有外力作用下保持不变。
下面将介绍十个模型,以帮助我们更好地理解动量守恒定律。
1. 球的碰撞模型:当两个球以不同的速度相撞时,根据动量守恒定律,可以计算出碰撞后两球的速度。
2. 火箭发射模型:在火箭发射过程中,燃料的喷射速度越大,火箭的速度越快。
这符合动量守恒定律,因为燃料的喷射速度是一个外力,所以火箭的动量会发生改变。
3. 子弹射击模型:当一颗子弹射出时,子弹会带有一定的动量。
如果子弹击中一个静止的物体,根据动量守恒定律,可以计算出物体的运动速度。
4. 滑雪模型:滑雪运动中,滑雪者会借助滑雪板上的力,通过改变自身的动量来控制速度和方向。
这里的动量守恒定律可以帮助滑雪者更好地掌握滑雪技巧。
5. 跳水模型:跳水运动员在从高台跳水时,通过调整身体的动量分布,可以实现旋转和翻转动作。
动量守恒定律可以解释为什么跳水员在旋转过程中的速度会越来越快。
6. 棒球击球模型:当棒球被击中时,棒球会改变方向和速度。
根据动量守恒定律,可以计算出击球后棒球和球棒的动量变化。
7. 跑步模型:当人在奔跑时,每一步都会产生一个向后的力,这个力的大小和方向取决于人的动量变化。
动量守恒定律可以帮助我们理解为什么人在跑步时身体会向前移动。
8. 车辆碰撞模型:当两辆车发生碰撞时,根据动量守恒定律,可以计算出碰撞后车辆的速度和方向变化。
这对于交通事故的调查和分析非常重要。
9. 轮滑模型:轮滑运动员在滑行过程中可以通过改变身体的动量来改变速度和方向。
动量守恒定律可以帮助轮滑运动员更好地掌握技巧和平衡。
10. 舞蹈模型:舞蹈中的旋转动作可以通过改变身体的动量来实现。
动量守恒定律可以解释为什么舞者在旋转过程中能够保持平衡。
通过以上十个模型,我们可以看到动量守恒定律在各种物理现象中的应用。
这些模型不仅帮助我们理解动量守恒定律的概念,还能帮助我们解决实际问题,如交通事故调查、运动技巧的改进等。
动量守恒定律的典型模型及其应用知识讲解
• (2)碰后B后退的最大距离是多少?
碰撞中弹簧模型 P215 第12 高考模拟2.
P215 新题快递. • 在一个足够大的光滑平面内,有两质量相同的木
块A、B,中间用一轻质弹簧相连.如图所示.用一 水平恒力F拉B,A、B一起经过一定时间的匀加速 直线运动后撤去力F.撤去力F后,A、B两物体的情 况足( ). • (A)在任意时刻,A、B两物体的加速度大小相等 • (B)弹簧伸长到最长时,A、B的动量相等 • (C)弹簧恢复原长时,A、B的动量相等 • (D)弹簧压缩到最短时,系统的总动能最小
ABD
• 图中,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静 止在水平直导轨上,弹簧处在原长状态。另一质量与B 相同滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B滑行,当 A滑过距离l1时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B
紧贴在一起运动,但互不粘连。已知最后A恰好返回出
发点P并停止,滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为
AC
(A)ΔpA=-3kg·m/s,
ΔpB=3 kg·m/s.
图2
(B)ΔpA=4kg·m/s,
ΔpB=-4 kg·m/s.
(C)ΔpA=-5 kg·m/s, ΔpB=5 kg·m/ s.
• 如图所示,半径和动能都相等的两个小球 相向而行,甲球质量m甲大于乙球质量
• m乙,水平面是光滑的,两球做对心碰撞 以后的运动情况可能是下述哪些情况?
2 特例:质量相等的两物体发生弹性正碰
v1
m1 m2 v10 2m2v20 m1 m2
v2
m2 m1 v20 2m1v10 m1 m2
碰后实现动量和动能的全部转移 (即交换了速度)
物理【碰撞】碰撞模型的规律及应用
物理【碰撞】碰撞模型的规律及应用1.碰撞现象满足的规律(1)动量守恒定律.(2)机械能不增加.(3)两物体碰后速度特点:①若碰前两物体同向运动,则有v1>v2,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则有v2′≥v1′.②碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变. 2.弹性碰撞的规律以质量为m1,速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞,有:结论:(1)当两球质量相等时,v1 '=0,v2 '=v1,两球碰撞后交换速度.(2)当质量大的球碰质量小的球时,v1 '>0,v2 '>0,碰撞后两球都向前运动.(3)当质量小的球碰质量大的球时,v1 '<0,v2 '>0,碰撞后质量小的球被反弹回来.【典例】如图所示,在光滑水平面上A、B两小球沿同一方向运动,A球的动量pA=4 kg·m/s,B球的质量mB=1 kg,速度vB=6 m/s,已知两球相碰后,A球的动量减为原来的一半,方向与原方向一致。
求:(1)碰撞后B球的速度;(2)A球的质量范围。
碰撞问题解题策略(1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件,列出相应方程求解。
(2)可熟记一些公式,例如“一动一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足:v1=v0、v2=v0。
(3)熟记弹性正碰的一些结论,例如,当两球质量相等时,两球碰撞后交换速度。
【巩固练习】1.如图所示,在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们排成一条直线,小球2、3静止,并靠在一起,球1以速度v0射向它们,设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度值是( )2.如图所示,一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B 发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中。
假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5 m,g取10 m/s2,物块可视为质点。