动量守恒板块模型
动量守恒-板块模型习题课
动量守恒-板块模型习题课(总6页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-动量守恒定律———板块模型专题训练一1、如图所示，一质量M=的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=的小木块A。
现以地面为参照系，给A和B以大小均为s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离B板。
站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板对地面的速度大小可能是（）、质量为2kg、长度为的长木板B在光滑的水平地面上以4m/s的速度向右运动，将一可视为质点的物体A轻放在B的右端，若A与B 之间的动摩擦因数为，A的质量为m=1kg。
2g 求：m/10s（1）说明此后A、B的运动性质（2）分别求出A、B的加速度（3）经过多少时间A从B上滑下（4）A滑离B时，A、B的速度分别为多大A、B的位移分别为多大（5）若木板B足够长，最后A、B的共同速度（6）当木板B为多长时，A恰好没从B上滑下（木板B至少为多长，A才不会从B上滑下）3、质量为mB=m的长木板B静止在光滑水平面上，现有质量为mA=2m的可视为质点的物块，以水平向右的速度大小v0从左端滑上长木板，物块和长木板间的动摩擦因数为μ。
求：（1）要使物块不从长木板右端滑出，长木板的长度L至少为多少(至少用两种方法求解）（2）若开始时长木板向左运动，速度大小也为v0，其它条件不变，再求第（1）问中的L。
v4、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L动量守恒定律———板块模型专题训练二1、如图所示，一个长为L、质量为M的长方形木块，静止在光滑水平面上，一v从木块的左端滑向右端，个质量为m的物块（可视为质点），以水平初速度设物块与木块间的动摩擦因数为 ，当物块与木块达到相对静止时，物块仍在长木块上，求系统机械能转化成内能的量Q。
动量守恒定律的典型模型及其应用教学课件
动量的单位
国际单位
在国际单位制中，动量的单位是千克 ·米/秒（kg·m/s）。
其他单位
常用的单位还有磅·英尺/秒（lb·ft/s） 等。
02
动量守恒定律的典型 模型
完全弹性碰撞
完全弹性碰撞是指两个物体碰撞后，动能没有损失，完全恢 复的碰撞。
在完全弹性碰撞中，两个物体的总动量和在碰撞前的总动量 相等，即动量守恒。同时，两个物体的总动能也在碰撞前后 保持不变，即能量守恒。这种碰撞常见于没有摩擦和阻力的 理想情况。
详细描述
当子弹射击目标时，子弹和目标之间的相互作用力非常短暂且相对较小，因此可 以忽略不计。此时，子弹的动量守恒，即子弹的质量和速度的乘积保持不变。
火箭发射中的动量守恒
总结词
火箭发射过程中，燃料燃烧产生的气体对火箭的反作用力是火箭升空的主要动力，这个过程中动量守 恒。
详细描述
火箭发射时，燃料燃烧产生大量的气体，这些气体对火箭产生一个反作用力，使火箭得以升空。根据 动量守恒定律，火箭的质量和速度的乘积保持不变，即火箭的动量守恒。
VS
弹性碰撞和非弹性碰撞的主要区别在 于动能和动量的变化情况。在弹性碰 撞中，动能和动量均守恒；而在非弹 性碰撞中，动能不守恒，但动量守恒 。在实际生活中，由于摩擦、阻力和 其他因素的影响，碰撞多为非完全弹 性碰撞，即动量和动能均有一定的损 失。
03
动量守恒定律的应用 实例
天体运动中的动量守恒
总结词
天体运动中，物体之间的相互作用力常常可以忽略不计，因此动量守恒定律得 以广泛应用。
详细描述
在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转，这些运动都遵循动量守恒定 律。行星和卫星之间的引力相互作用力相对较小，因此可以忽略不计，从而使 得行星和卫星的运动满足动量守恒。
动量守恒在子弹打木块模型和板块模型中的应用-高考物理复习
C.射入滑块A中时阻力对子弹做功是射入滑块B中时的两倍
√D.两个过程中系统产生的热量相等
子弹射入滑块过程中，子弹与滑块构成的系
统动量守恒，有mv0＝(m＋M)v，两个子弹的 末速度相等，所以子弹速度的变化量相等，A错误；
滑块A、B动量变化量相等，受到的冲量相等，B正确； 对子弹运用动能定理，有 Wf＝12mv2－12mv02，由于末速度 v 相等，所 以阻力对子弹做功相等，C 错误； 对系统，由能量守恒可知，产生的热量满足 Q＝12mv02－12(m＋M)v2， 所以系统产生的热量相等，D 正确.
123456789
2.(多选)如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子
弹(可视为质点)以水平速度v0射中木块，并最终留在木块中与木块一起 以速度v运动，已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为L，子弹进
入木块的深度为s，此过程经历的时间为t.若木块对子弹的阻力大小Ff视 为恒定，则下列关系式中正确的是
√A.长木板B的质量为2 kg √B.物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.1
C.长木板B的长度至少为2 m
√D.物块A与长木板B组成的系统损失的机械能为2 J
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A做匀减速运动，B做匀加速运动，最后一起做匀 速运动，共同速度v＝1 m/s，取向右为正方向，设 B的质量为M，根据动量守恒定律得mv0＝(m＋M)v，解得M＝2 kg， 故A正确； 木板 B 匀加速运动的加速度 aB＝ΔΔvt ＝1 m/s2，根据牛顿第二定律，对 B 有 μmg＝MaB，解得 μ＝0.1，故 B 正确；
两次打穿木块过程中，子弹受到的阻力相等，阻力对子弹做的功等
于子弹损失的动能，即ΔEk损＝Ffx，由于x2＞x1，所以ΔEk2损＞ΔEk1损，
第七章 微专题49 动量守恒在“子弹打木块”模型和“板块”模型中的应用
微专题49动量守恒在“子弹打木块”模型和“板块”模型中的应用1．子弹射入静止在光滑的水平面上的木块，若最终一起运动，动量守恒，机械能减小；若穿出，系统动量仍守恒，系统损失的动能ΔE＝F f L(L为木块的长度).2.“滑块—木板”模型：系统的动量守恒，当两者的速度相等时，相当于完全非弹性碰撞，系统机械能损失最大，损失的机械能转化为系统内能，ΔE＝F f·L(L为滑块相对于木板滑行的位移)．1．(2023·云南省第一次统测)如图所示，子弹以某一水平速度击中静止在光滑水平面上的木块并留在其中．对子弹射入木块的过程，下列说法正确的是()A．木块对子弹的冲量等于子弹对木块的冲量B．因子弹受到阻力的作用，故子弹和木块组成的系统动量不守恒C．子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功D．子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量和摩擦产生的热量之和答案 C解析木块对子弹的冲量与子弹对木块的冲量方向相反，不相等，A错误；因为水平面光滑，系统不受外力，子弹和木块组成的系统动量守恒，B错误；根据动能定理，子弹对木块所做的功等于木块获得的动能；根据能量守恒定律，子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去木块获得的动能，C正确；根据动能定理，子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量，D错误．2．(多选)如图所示，光滑水平面上分别放着两块质量、形状相同的硬木和软木，两颗完全相同的子弹均以相同的初速度分别打进两种木头中，最终均留在木头内，已知软木对子弹的摩擦力较小，以下判断正确的是()A．子弹与硬木摩擦产生的内能较多B．两个系统产生的内能一样多C．子弹在软木中打入深度较大D ．子弹在硬木中打入深度较大答案 BC解析 设子弹质量为m ，木头质量为M ，由于最终都达到共同速度，根据动量守恒定律m v 0＝(m ＋M )v 可知，共同速度v 相同，则根据ΔE ＝12m v 02－12(m ＋M )v 2＝Q ，可知子弹与硬木和子弹与软木构成的系统机械能减少量相同，故两个系统产生的内能Q 一样多，故A 错误，B 正确；根据功能关系Q ＝F f ·d 可知产生的内能Q 相同时，摩擦力F f 越小，子弹打入深度d 越大，所以子弹在软木中打入深度较大，故C 正确，D 错误． 3.如图所示，一砂袋用无弹性轻细绳悬于O 点．开始时砂袋处于静止状态，一弹丸以水平速度v 0击中砂袋后未穿出，二者共同摆动．若弹丸的质量为m ，砂袋的质量为5m ，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，弹丸击中砂袋后漏出的砂子质量忽略不计，不计空气阻力，重力加速度为g .下列说法中正确的是( )A ．弹丸打入砂袋过程中，细绳所受拉力大小保持不变B ．弹丸打入砂袋过程中，弹丸对砂袋的冲量大小大于砂袋对弹丸的冲量大小C ．弹丸打入砂袋过程中所产生的热量为m v 0272D ．砂袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为v 0272g答案 D解析 弹丸打入砂袋的过程，由动量守恒定律得m v 0＝(m ＋5m )v ，解得v ＝16v 0，弹丸打入砂袋后，总质量变大，且做圆周运动，根据F T ＝6mg ＋6m v 2L可知，细绳所受拉力变大，A 错误；弹丸打入砂袋过程中，弹丸对砂袋的作用力与砂袋对弹丸的作用力大小相等，则弹丸对砂袋的冲量大小等于砂袋对弹丸的冲量大小，B 错误；弹丸打入砂袋过程中所产生的热量Q ＝12m v 02－12×6m v 2＝512m v 02，C 错误；由机械能守恒定律可得12×6m v 2＝6mgh ，解得h ＝v 0272g ，D 正确．4．(多选)如图所示，足够长的木板B 放在光滑的水平面上，木块A 放在木板B 最左端，A 和B 之间的接触面粗糙，且A 和B 质量相等．初始时刻木块A 速度大小为v ，方向向右．木板B 速度大小为2v ，方向向左．下列说法正确的是( )A ．A 和B 最终都静止B ．A 和B 最终将一起向左做匀速直线运动C ．当A 以v 2向右运动时，B 以3v 2向左运动 D ．A 和B 减少的动能转化为A 、B 之间产生的内能答案 BCD解析 木块与木板组成的系统动量守恒，初始时刻木块A 速度大小为v ，方向向右，木板B 速度大小为2v ，方向向左．以向左为正方向，由动量守恒定律得2m v －m v ＝2m v ′，解得v ′＝v 2，方向向左，故A 错误，B 正确； 当A 以v 2向右运动时，以向左为正方向，有2m v －m v ＝－m ·v 2＋m v B ，解得v B ＝32v ，故C 正确；根据能量守恒定律可知，A 和B 减少的动能转化为A 、B 之间因摩擦产生的内能，故D 正确．5.(2023·宁夏石嘴山市三中月考)如图所示，物体A 置于静止在光滑水平面上的平板小车B 的左端，在A 的上方O 点用细线悬挂一小球C (可视为质点)，线长L ＝0.8 m ．现将小球C 拉至水平无初速度释放，并在最低点与物体A 发生水平正碰，碰撞后小球C 反弹的速度大小为2 m/s.已知A 、B 、C 的质量分别为m A ＝4 kg 、m B ＝8 kg 和m C ＝1 kg ，A 、B 间的动摩擦因数μ＝0.2，A 、C 碰撞时间极短，且只碰一次，取重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)求小球C 与物体A 碰撞前瞬间受到细线的拉力大小；(2)求A 、C 碰撞后瞬间A 的速度大小；(3)若物体A 未从小车B 上掉落，小车B 最小长度为多少？答案 (1)30 N (2)1.5 m/s (3)0.375 m解析 (1)设小球C 与物体A 碰撞前瞬间的速度大小为v 0，对小球C 的下摆过程，由机械能守恒定律得m C gL ＝12m C v 02 解得v 0＝4 m/s设小球C 与物体A 碰撞前瞬间受到细线的拉力大小为F ，对小球由牛顿第二定律得F －m C g ＝m C v 02L解得F ＝30 N(2)以v 0方向为正方向，设A 、C 碰撞后瞬间A 的速度大小为v A ，由动量守恒定律得 m C v 0＝－m C v C ＋m A v A解得v A ＝1.5 m/s(3)当物体A 滑动到小车B 的最右端时恰好与小车B 达到共同速度v 时，小车B 的长度最小，设为x .由动量守恒定律得m A v A ＝(m A ＋m B )v解得v ＝0.5 m/s由能量守恒定律得μm A gx ＝12m A v A 2－12(m A ＋m B )v 2 解得x ＝0.375 m.6．如图所示，平板小车A 放在光滑水平面上，长度L ＝1 m ，质量m A ＝1.99 kg ，其上表面距地面的高度h ＝0.8 m ．滑块B (可视为质点)质量m B ＝1 kg ，静置在平板小车的右端，A 、B 间的动摩擦因数μ＝0.1.现有m C ＝0.01 kg 的子弹C 以v 0＝400 m/s 的速度向右击中小车A 并留在其中，且击中时间极短，g 取10 m/s 2.则：(1)子弹C 击中平板小车A 后的瞬间，A 速度多大？(2)B 落地瞬间，平板小车左端与滑块B 的水平距离x 多大？答案 (1)2 m/s (2)0.4 m解析 (1)子弹C 击中小车A 后并留在其中，则A 与C 共速，速度为v 1，以v 0的方向为正方向，根据动量守恒有m C v 0＝(m C ＋m A )v 1解得v 1＝2 m/s(2)设A 与B 分离时的速度分别是v 2、v 3，对A 、B 、C 组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得(m A ＋m C )v 1＝(m A ＋m C )v 2＋m B v 3－μm B gL ＝12(m A ＋m C )v 22＋12m B v 32－12(m A ＋m C )v 12 解得v 2＝53 m/s ，v 3＝23m/s B 从A 飞出以v 3做平抛运动，则h ＝12gt 2 解得t ＝0.4 sA 以v 2向右做匀速直线运动，则当B 落地时，它们的相对位移x ＝(v 2－v 3)t ＝0.4 m.。
动量守恒定律 模型分析
第6讲动量守恒定律及模型分析1一、知识要点：动量守恒定律的理解（1）、动量守恒定律的内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变．（2）、动量守恒定律的表达式a. p=p，意义：系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p’(从守恒的角度列式)．b.∆p =p’-p=0．意义：系统总动量变化等于零(从变化角度列式)．c.对相互作用的两个物体组成的系统：①状态式：P1+P2=P’1 + P’2或者m1v1 +m2v2=m1v1，+m2v2'．②过程式：P1- P1，=一(P’2 - P2) 或者∆p1=一∆p2注意：①动量守恒定律的矢量性：动量守恒定律的数学表达式是个矢量关系式。
②瞬时性：动量守恒指系统在任一瞬间的动量恒定，等号左边是作用前系统内各动量在同一时刻的矢量和，等号右边是作用后系统内各动量在另一同时刻的矢量和。
③参考系的同一性：表达式中的各速度(动量)均是相对于同一惯性参考系而言的，一般均以地面为参考系。
④整体性：初、末两个状态研究对象必须一致。
（3）、系统动量守恒的条件a、充分且必要条件：系统不外力或所受外力之和为零b、近似守恒：虽然系统所受外力之和不为零，但系统的内力远远大于外力，此时外力可以忽略不计。
如：碰撞和爆炸。
c、某一方向上动量守恒：虽然系统所受外力之和不为零，但系统在某一方向上的外力之和为零，则该方向上的动量守恒。
二、【分类典型例题】（一）动量和冲量的理解1．如图1所示，一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则（）A．拉力对物体的冲量大小为FtB．拉力对物体的冲量大小为Ft cosθC．摩擦力对物体的冲量大小为FtD．合外力对物体的冲量大小为Ft2．一物体沿光滑固定斜面下滑，在此过程中（）A．斜面对物体的弹力做功为零B．斜面对物体的弹力冲量为零C．物体动能的增量等于重力所做的功D．物体动量的增量等于重力的冲量3．在某一高度处的同一点将三个质量相等的小球以相同的速率分别竖直上抛、竖直下抛、平抛。
动量守恒中四类模型和三大力学观点的综合应用(解析版)
动量守恒中四类模型和三大力学观点的综合应用特训目标特训内容目标1人船模型和类人船模型(1T-4T)目标2爆炸反冲类模型(5T-8T)目标3弹簧模型(9T-12T)目标4板块模型(13T-16T)目标5三大力学观点的综合应用(17T-20T)【特训典例】一、人船模型和类人船模型1“独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。
独竹漂高手们脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地。
如图甲所示，在平静的湖面上，一位女子脚踩竹竿抵达岸边，此时女子静立于竹竿A点，一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片，并从中选取了两张进行对比，其简化图如下。
经过测量发现，甲、乙两张照片中A、B两点的水平间距约为1cm，乙图中竹竿右端距离河岸约为1.8cm。
女子在照片上身高约为1.6cm。
已知竹竿的质量约为25kg，若不计水的阻力，则该女子的质量约为()A.45kgB.50kgC.55kgD.60kg【答案】A【详解】对人和竹竿组成的系统，可看成人船模型，所以m1x1=m2x2代入数据可得人的质量为m2=45kg 故选A。
2如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为m的小球从距A点正上方R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道，已知半圆弧半径为R，小车质量是小球质量的k倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是()A.小球运动到小车的B点位置时，车与小球的速度不相同B.小球从小车A 位置运动到B 位置过程中，小车对小球先做正功后做负功C.小球从小车的B 点冲出后可上升到释放的初始高度，并能从小车A 点冲出到达释放的初始位置(相对于地)D.小球从开始下落至到达圆弧轨道的最低点过程，小车的位移大小为1k +1R 【答案】ACD【详解】AC ．因为系统水平方向的总动量保持为零，则小球由B 点离开小车时小车速度为零，小球竖直上抛，由机械能守恒可知小球能上升到与释放点等高的位置，返回后能从小车A 点冲出到达释放的初始位置(相对于地)，选项A C 正确；B ．小球从小车A 位置运动到B 位置过程中，小车先向左加速再向左减速，小球对小车先做正功再做负功，故小车对小球先做负功再做正功，选项B 错误；D ．小球从开始下落至到达圆弧轨道的最低点过程，由人船模型可得kmx 2=mx 1；x 1+x 2=R解得小球、小车的水平位移分别为x 1=k k +1R ；x 2=1k +1R 选项D 正确。
动画演示动量守恒典型模型
按碰撞是否在同一直线上发生分为正碰和斜碰
正碰现象
斜碰现象
斜碰现象
C
初始时，板块向左的动量较大。所以滑块向右减 速运动到0后又向左加速运动，最后向左匀速运动 （前提是板足够长）。
滑块从A向B做减速运动，后又 从B向A做加速运动， 这段时间内木块从C向左侧的D处一直做减速运动。
V0 状态1 状态2
V0
状态3
【例3】下面是长木块A；上面是小滑块B；现用水平向右
的恒力F拉滑块B，最终滑块B从A的右端滑出。 ⑴A没有被
A.外力F做的功等于A和B动能的增量 B.B对A的摩擦力所做的功等于A动能的增量 C.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功 D.外力F对B所做的功等于B动能的增量与B克服摩擦力做的功之和
f fF
xB
A
L
B
xA
1B做什么运动？动能如何变化？写出动能定理公式 2A做什么运动？动能如何变化？写出动能定理公式 3F做功实现了哪些能量变化？写出F做功与能量变化 的关系式。
★附，碰撞问题应遵守的三个原则： 1．动量要守恒，即碰撞前后系统的总动量保持不变。2．动能不 增加，即碰后系统的动能小于或等于碰前系统的动能，即E后≤E前。 3．速度要合理，即：⑴如果碰后两物体向同一方向运动，则应有 后面物体的速度不大于前面物体的速度，即v后≤v前。⑵．如果碰 后两物体向相反方向运动，则碰撞后两物体不能相互穿越。检验 考察碰撞的可能性，常用下面两个公式：P2=2mEk、v=P/m，请 记住。
4木块要动，子弹穿过了木块，打穿了
V0
S
d
三、人船模型
人船模型之一
尾
头
S1
S2
L
人船模型之一
尾
动量守恒定律：动量守恒定律的条件、动量守恒定律的在板块模型的应用
动量守恒定律：1．如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。
由动量守恒的条件判断系统动量守恒的步骤如下： ⑴明确系统由哪几部分组成。
⑵对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
⑶看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判定系统的动量是否守恒。
2．动量守恒定律常用的三种表达式①p'＝p ，其中p'、p 分别表示系统的末动量、初动量。
②11222211m v m v m v m v ''+=+ ③12p p ∆∆=，其中1p ∆、2p ∆分别表示系统两物体动量的变化量3．应用上述公式处理问题时应注意“四性”①矢量性：动量守恒方程是一个矢量方程，对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的正方向，凡是与选取的方向相同的动量为正，相反为负。
若方向未知，可设与正方向相同列动量守恒方程，通过求得结果的正负，判定未知量的方向。
②瞬时性：动量是一个瞬时量，动量守恒定律是系统任一瞬时的动量恒定，列方程1122m v m v +=11m v '+ 22m v '时，等号左侧是作用前(某一时刻)各物体的动量和，等号右侧是作用后(或另一时刻)各物体的动量和，不同时刻的动量不能相加。
③相对性：由于动量大小与参考系的选取有关，因此应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度，一般以大地为参考系。
④普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统，不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统。
4．动量守恒定律解题的基本思路⑴确定研究对象并进行受力分析，过程分析； ⑵判断系统动量在研究过程中是否守恒； ⑶明确过程的初、末状态的系统动量的量值； ⑷选择正方向，根据动量守恒定律建立方程。
常见动量守恒模型动量守恒定律：动量守恒定律的条件、 动量守恒定律的在板块模型的应用动量守恒条件的辨析【例1】如图所示，A、B两物体质量之比m A∶m B＝3∶2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则( )A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统的动量守恒B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统的动量守恒C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统的动量守恒D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统的动量守恒【例2】一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L0拴有小球的细绳，小球由和悬点在同一水平面上的A点静止释放，如图所示，不计一切阻力，下面说法中正确的是( )A．小球的机械能守恒，动量不守恒B．小球的机械能不守恒，动量也不守恒，但水平方向动量守恒C．球和小车的总机械能守恒，总动量不守恒D．球和小车的总机械能不守恒，总动量守恒多个物体相互作用【例3】两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上。
人教版高一物理选修3-5第十六章动量守恒定律第4节碰撞专题板块模型课件(共16张PPT)
3.质量为M＝lkg的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两 壁间距为L＝2m，另一质量也为m＝lkg且可视为质点的物体 从箱子中央以v0＝6m/s的速度开始运动，如图所示。已知物 体与箱底的动摩擦因数为μ＝0.5，物体与箱壁间发生的是 完全弹性碰撞，g＝10m/s2。试求：
（1）物体可与箱壁发生多少次碰撞？ n=1
因素μ=0.2，取g=10m/s2。求：
（1）A在车上刚停止滑动时，A和车的速度大小 v=1.4m/s （2）A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多 长时间 t=4s
（1）木块A的长度 LA=0.6m （2）B和C达到共同速度
是木块A和木块B的间距 Δx=0.009m
5．如图所示，在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C， 重物A（视为质点）位于B的右端，A、B、C的质量相等，现A 和B以同一速度滑向静止的C，B与C发生正碰，碰后B和C粘在 一起运动，A在C上滑行，A与C间有摩擦力，已知A滑到C的右 端而未掉下。求：
-μmgx=0- 1
2
mv
2 0
（4）平板车的绝对位移，对平板车动能定理
-μmgx1=
1 2
Mv12-
1 2
Mv
2 0
-μmgx2=
1 2
Mv22-
1 2
Mv
2 0
（5）涉及作用时间，选择小滑块动量定理
-μmgt=mv2-(-mv0) 选择平板车动量定理 μmgt=Mv2-Mv0
【课堂训练】
1．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和 质量m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反的方向运动， 它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时， 物块的运动情况是（ A ） A．做加速运动
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 。
动量守恒定律子弹打木块弹簧板块三模型
一、 子弹大木块【例2】如图所示，质量为M 的木块固定在光滑的水平面上，有一质量为m 的子弹以初速度v0水平射向木块，并能射穿，设木块的厚度为d ，木块给子弹的平均阻力恒为f .若木块可以在光滑的水平面上自由滑动，子弹以同样的初速度水平射向静止的木块，假设木块给子弹的阻力与前一情况一样，试问在此情况下要射穿该木块，子弹的初动能应满足什么条件？【解析】若木块在光滑水平面上能自由滑动，此时子弹若能恰好打穿木块，那么子弹穿出木块时(子弹看为质点)，子弹和木块具有相同的速度，把此时的速度记为v ，把子弹和木块当做一个系统，在它们作用前后系统的动量守恒，即mv 0＝(m ＋M )v对系统应用动能定理得fd ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2由上面两式消去v 可得 fd ＝12mv 20－12(m ＋M )(mv 0m ＋M )2整理得12mv 20＝m ＋M M fd即12mv 20＝(1＋m M)fd 据上式可知，E 0＝12mv 20就是子弹恰好打穿木块所必须具有的初动能，也就是说，子弹恰能打穿木块所必须具有的初动能与子弹受到的平均阻力f 和木块的厚度d (或者说与f ·d )有关，还跟两者质量的比值有关，在上述情况下要使子弹打穿木块，则子弹具有的初动能E 0必须大于(1＋mM)f ·d .72、如图所示，静止在光滑水平面上的木块，质量为、长度为。
—颗质量为的子弹从木块的左端打进。
设子弹在打穿木块的过程中受到大小恒为的阻力，要使子弹刚好从木块的右端打出，则子弹的初速度应等于多大？涉及子弹打木块的临界问题分析：取子弹和木块为研究对象，它们所受到的合外力等于零，故总动量守恒。
由动量守恒定律得：①要使子弹刚好从木块右端打出，则必须满足如下的临界条件：②根据功能关系得：③解以上三式得：二、 板块1、 如图1所示，一个长为L 、质量为M 的长方形木块，静止在光滑水平面上，一个质量为m 的物块（可视为质点），以水平初速度0v 从木块的左端滑向右端，设物块与木块间的动摩擦因数为μ，当物块与木块达到相对静止时，物块仍在长木块上，求系统机械能转化成内能的量Q 。
动量守恒定律在板块模型中的应用
动量守恒定律在板块模型中的应用【题型1】如图所示，质量m 1＝0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L ＝1.5 m ，现有质量m 2＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0＝2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s 2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t ；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过多少． 【答案】(1)0.24 s (2)5 m/s【解析】(1)设物块与小车共同速度为v ，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有：m 2v 0＝(m 1＋m 2)v设物块与车面间的滑动摩擦力大小为f ，对物块应用牛顿运动定律有：f ＝m 2·v 0－v t ，又f ＝μm 2g ，解得t ＝m 1v 0μm 1＋m 2g， 代入数据得t ＝0.24 s.(2)要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到达车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v ′，则m 2v 0′＝(m 1＋m 2)v ′，由功能关系有：12m 2v 0′2＝12(m 1＋m 2)v ′2＋μm 2gL代入数据解得v 0′＝5 m/s ，故要使物块不从车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过5 m/s.【题型2】如图所示，一质量为M 、长为l 的长方形木板B 放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m 的小木块A ，m <M .现以地面为参考系，给A 和B 以大小相等、方向相反的初速度，使A 开始向左运动、B 开始向右运动，但最后A 刚好没有滑离B 板．若已知A 和B 的初速度大小为v 0.求：(1)它们最后的速度的大小和方向； (2)木块与木板间的动摩擦因数μ.【答案】(1)M －m M ＋m v 0，水平向右 (2)2Mv 02M ＋m gL【解析】(1)系统水平方向动量守恒，取水平向右为正方向．木块A 不滑离B 板的条件是二者最终处于相对静止，设此时共同速度为v .由动量守恒定律得：Mv 0－mv 0＝(M ＋m )v 可得：v ＝M －mM ＋m v 0因为M >m ，故v 方向水平向右．(2)木块和木板损失的机械能转化为内能，根据能量守恒定律，有μmgl ＝12mv 02＋12Mv 02－12(M＋m )v 2解得：μ＝2Mv 02M ＋m gl【题型3】如图所示，甲车的质量是2 kg ，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg 的小物体，乙车质量为4 kg ，以5 m/s 的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s 的速度，物体滑到乙车上，若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止？(g 取10 m/s 2)【题型3】【答案】0.4 s 【解析】乙与甲碰撞动量守恒 m 乙v 乙＝m 乙v 乙′＋m 甲v 甲′ 得v 乙′＝1 m/s小物体在乙上滑动至有共同速度v ，对小物体与乙车运用动量守恒定律得 m 乙v 乙′＝(m ＋m 乙)v 得v ＝0.8 m/s对小物体应用牛顿第二定律得 a ＝μg ＝2 m/s 2 所以t ＝v μg代入数据得t ＝0.4 s.【题型4】如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M ＝8 kg 的平板小车，车上有一个质量m ＝1.9 kg 的木块，木块距小车左端6 m(木块可视为质点)，车与木块一起以v ＝1 m/s 的速度水平向右匀速行驶，一颗质量m 0＝0.1 kg 的子弹以v 0＝179 m/s 的初速度水平向左飞来，瞬间击中木块并留在其中，如果木块刚好不从车上掉下来，求木块与平板小车之间的动摩擦因数μ.(g ＝10 m/s 2，不计空气阻力)【题型4】【答案】0.54【解析】设子弹射入木块后两者的共同速度为v 1，以水平向左为正方向，则由动量守恒有： m 0v 0－mv ＝(m ＋m 0)v 1 解得v 1＝8 m/s由它们恰好不从平板小车上掉下来可知，它们相对平板小车滑行距离x ＝6 m 时它们跟小车具有相同速度v 2，则由动量守恒有(m ＋m 0)v 1－Mv ＝(m ＋m 0＋M )v 2 解得v 2＝0.8 m/s由能量守恒有μ(m 0＋m )gx ＝12(m ＋m 0)v 21＋12Mv 2－12(m 0＋m ＋M )v 22代入数据解得μ＝0.54.【题型5】如图所示，光滑水平面上放置质量均为M ＝2 kg 的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时，两车自动分离)．其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P 之间的动摩擦因数μ＝0.5.一根通过细线(细线未画出)拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m ＝1 kg 的滑块P (可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能E 0＝10 J ，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止．现剪断细线，求：(g ＝10 m/s 2)(1)滑块P 滑上乙车前瞬间速度的大小；(2)要使滑块P 恰好不滑离小车乙，则小车乙的长度至少为多少？ 【题型5】【答案】(1)4 m/s (2)53m【解析】(1)设滑块P 滑上乙车前的速度为v 0，小车的速度为v ，选甲、乙和P 为系统，对从滑块P 开始运动(初状态)到滑上乙车前(末状态)的过程，应用动量守恒有 mv 0－2Mv ＝0在这个过程中系统的机械能守恒，有 E 0＝12mv 20＋12×2Mv 2联立两式解得：v 0＝4 m/s 同时可得v ＝1 m/s(2)设滑块P 到达小车乙另一端时与小车恰好有共同速度v ′，选滑块的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有mv 0－Mv ＝(m ＋M )v ′解得：v ′＝23m/s对滑块P 和小车乙组成的系统， 由能量守恒定律得12mv 20＋12Mv 2－12(m ＋M )v ′2＝μmgL 联立各式，代入数据求得：L ＝53 m.针对训练1.如图所示，在光滑水平面上，有一质量M ＝3 kg 的薄板，板上有质量m ＝1 kg 的物块，两者以v 0＝4 m/s 的初速度朝相反方向运动．它们之间有摩擦，薄板足够长，求：(1)最后二者的速度多大？方向如何？ (2)求全过程机械能转化的内能为多少． 【答案】(1)2 m/s ，方向水平向右 (2)24 J【解析】(1)由于水平面光滑，则物块与长薄板组成的系统动量守恒．由于板足够长，故最后二者将达到共同速度．根据动量守恒定律 Mv 0－mv 0＝(M ＋m )v 得：v ＝2 m/s方向与薄板方向相同(水平向右) (2)根据能量守恒定律ΔE ＝12Mv 20＋12mv 20－12(M ＋m )v 2代入数据得：ΔE ＝24 J.2.如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M 的长木板，以速度v 0向右做匀速直线运动，将质量为m 的小铁块轻轻放在木板上的A 点，这时小铁块相对地面速度为零，小铁块相对木板向左滑动．由于小铁块和木板间有摩擦，最后它们之间相对静止，已知它们之间的动摩擦因数为μ，问：(1)小铁块跟木板相对静止时，它们的共同速度多大？ (2)它们相对静止时，小铁块与木板上的A 点距离多远？ (3)在全过程中有多少机械能转化为内能？【答案】(1)Mv 0M ＋m (2)Mv 202μg M ＋m (3)Mmv 202M ＋m【解析】(1)木板与小铁块组成的系统动量守恒．以v 0的方向为正方向，由动量守恒定律得， Mv 0＝(M ＋m )v ′，则v ′＝Mv 0M ＋m. (2)由功能关系可得，摩擦力在相对位移上所做的功等于系统动能的减少量，μmgx 相＝12Mv 20－12(M ＋m )v ′2. 解得x 相＝Mv 202μg M ＋m.(3)方法一：由能量守恒定律可得， Q ＝12Mv 20－12(M ＋m )v ′2 ＝Mmv 202M ＋m方法二：根据功能关系，转化成的内能等于系统克服摩擦力做的功，即ΔE ＝Q ＝μmg ·x 相＝Mmv 202M ＋m.3.如图所示，光滑水平面上有A 、B 两小车，质量分别为m A ＝20 kg ，m B ＝25 kg.A 车以初速度v 0＝3 m/s 向右运动，B 车静止，且B 车右端放着物块C ，C 的质量为m C ＝15 kg.A 、B 相撞且在极短时间内连接在一起，不再分开．已知C 与B 上表面间动摩擦因数为μ＝0.2，B 车足够长，求C 沿B 上表面滑行的长度．(g ＝10 m/s 2)3.【答案】13m【解析】A 、B 相撞：m A v 0＝(m A ＋m B )v 1，解得v 1＝43m/s.由于在极短时间内摩擦力对C 的冲量可以忽略，故A 、B 刚连接为一体时，C 的速度为零．此后，C 沿B 上表面滑行，直至相对于B 静止为止．这一过程中，系统动量守恒，系统的动能损失等于滑动摩擦力与C 在B 上的滑行距离之积；由动量守恒得： (m A ＋m B )v 1＝(m A ＋m B ＋m C )v 由能量守恒得：12(m A ＋m B )v 21－12(m A ＋m B ＋m C )v 2＝μm C gL 解得L ＝13m.4.如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A (上表面粗糙)和滑块C ，滑块B 置于A 的左端，三者质量分别为m A ＝2 kg 、m B ＝1 kg 、m C ＝2 kg.开始时C 静止．A 、B 一起以v 0＝5 m/s 的速度匀速向右运动，A 与C 发生碰撞(时间极短)后C 向右运动，经过一段时间，A 、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C 发生碰撞．求A 与C 碰撞后瞬间A 的速度大小．4.【答案】2 m/s【解析】因碰撞时间极短，A 与C 碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A 的速度为v A ，C 的速度为v C ，以向右为正方向，由动量守恒定律得m A v 0＝m A v A ＋m C v C①A 与B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为v AB ，由动量守恒定律得 m A v A ＋m B v 0＝(m A ＋m B )v AB① A 与B 达到共同速度后恰好不再与C 碰撞，应满足v AB ＝v C①联立①①①式，代入数据得v A ＝2 m/s.5.如图所示，在光滑的水平面上有两个并排放置的木块A 和B ，已知m A ＝0.5 kg ，m B ＝0.3 kg ，有一质量为m ＝80 g 的小铜块C 以v C ＝25 m/s 的水平初速度开始在A 表面上滑动，由于C 与A 、B 间有摩擦，最后停在B 上，B 和C 以v ＝2.5 m/s 的速度共同前进，求：(1)木块A 最终的速度；(2)小铜块C 在刚离开A 时的速度． 5.【答案】(1)2.1 m/s (2)4 m/s【解析】(1)以A 、B 、C 三个物体组成的系统为研究对象，系统受到的合外力为零，所以动量守恒．C 刚滑上A 时，系统的总动量就是C 所具有的动量p ＝mv C .作用后，B 、C 一起运动时，设这时A 的速度为v A ，那么系统的总动量 p ′＝m A v A ＋(m B ＋m )v根据动量守恒定律有mv C ＝m A v A ＋(m B ＋m )v 所以v A ＝mv C －m B ＋m v m A＝0.08×25－0.3＋0.08×2.50.5m/s ＝2.1 m/s(2)以A 、B 、C 三个物体组成的系统为研究对象，以C 刚滑上A 时为初时刻，C 刚滑上B 前瞬间为末时刻，则系统的初动量p ＝mv C ，设刚离开A 时C 的速度为v C ′，则系统的末动量p ″＝mv C ′＋(m A ＋m B )v A .根据动量守恒定律有mv C ＝mv C ′＋(m A ＋m B )v A得v C ′＝mv C －m A ＋m B v A m ＝v C －m A ＋m B m v A ＝(25－0.5＋0.30.08×2.1) m/s ＝4 m/s6.如图所示，质量为M ＝2 kg 的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止放着质量为m A ＝2 kg 的物体A (可视为质点)，如图7所示．一颗质量为m B ＝20 g 的子弹以600 m/s 的水平速度射穿A 后，速度变为100 m/s ，最后物体A 仍静止在小平板车上，取g ＝10 m/s 2.求平板车最后的速度大小．6.【答案】2.5 m/s【解析】三者组成的系统在整个过程中所受合外力为零，因此这一系统动量守恒；对子弹和物体A ，由动量守恒定律得m B v 0＝m B v 1＋m A v A 对物体A 与小平板车有m A v A ＝(m A ＋M )v 联立解得v ＝2.5 m/s.7.如图所示，质量为m 1＝0.01 kg 的子弹以v 1＝500 m/s 的速度水平击中质量为m 2＝0.49 kg 的木块并留在其中．木块最初静止于质量为m 3＝1.5 kg 的木板上，木板静止在光滑水平面上并且足够长．木块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.1，求：(g ＝10 m/s 2)(1)子弹进入木块过程中产生的内能ΔE 1； (2)木块在木板上滑动过程中产生的内能ΔE 2； (3)木块在木板上滑行的距离x .7.【答案】(1)1 225 J (2)18.75 J (3)37.5 m解析 (1)当子弹射入木块时，由于作用时间极短，则木板的运动状态可认为不变，设子弹射入木块后，它们的共同速度为v 2，对m 1、m 2组成的系统由动量守恒定律有 m 1v 1＝(m 1＋m 2)v 2又由能量守恒有ΔE 1＝12m 1v 21－12(m 1＋m 2)v 22 联立以上两式并代入数据得子弹进入木块过程中产生的内能ΔE 1＝ 1 225 J(2)设木块与木板相对静止时的共同速度为v 3，对m 1、m 2、m 3组成的系统由动量守恒定律有 (m 1＋m 2)v 2＝(m 1＋m 2＋m 3)v 3 又由能量守恒有ΔE 2＝12(m 1＋m 2)v 22－12(m 1＋m 2＋m 3)v 23联立以上两式并代入数据得木块在木板上滑行过程中产生的内能ΔE 2＝18.75 J (3)对m 1、m 2、m 3组成的系统由功能关系有μ(m1＋m2)gx＝ΔE2解得x＝37.5 m.。
动量守恒中几种常见的模型
模型四：
带弹簧的木板与滑块模型
如图所示，坡道顶端距水平面高度为h，质量为m1的小物块 A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能 损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线 M处的墙上，另一端与质量为m2的档板B相连，弹簧处于原 长时，B恰位于滑道的末端O点．A与B碰撞时间极短，碰后 结合在一起共同压缩弹簧，已知在OM段A、B与水平面间的 动摩擦因数均为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g， 求： （1）物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小； （2）弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep（设弹簧处于原长 时弹性势能为零）．
解：当人从船头走到船尾的过程中，人和船组成的系统都
在水平方向上不受力的作用，故系统水平方向动量守恒。
设某时刻人对地的速度为V2，船对地的速度为V1，则
mV2-MV1=0，即
V1 M V2 m
在人从船头走到船尾的过程中每一时刻系统的动量均守恒， 故mV2t-MV1t=0,即 m所s以2-Ms1 s1m=m0LM,而, ss21+msM2=LML。,
从AB碰撞到弹簧压缩最短过程：
1 2
m1
m2
v'2
Ep
W
代入数据得：Ep m12 gh μm1 m2gd
m1 m2
思考：如果题目让你求解整个系统所产生的热量和压缩 弹簧过程产生的热量，又该怎么求？
规律总结：带弹簧的木板与滑块的模型，可以分为三 个过程：A物体下滑过程，遵循的是机械能守恒定律或 动能定理； A物体碰撞B物体过程，由于内力远大于外力，遵循动 量守恒定律； A、B压缩弹簧的过程，又遵循能量守恒定律（摩擦力 做功，机械能不守恒），分清物理过程，应用物理规 律建立方程，是解决这类问题的关键。
动量守恒定律的典型模型及其应用+课件
动能损失为
E＝12m1v12012m2v22012 m1m2v2
m1m1
2m1 m2
v10v20 2
解决碰撞问题须同时遵守的三个原则:
一. 系统动量守恒原则
二. 能量不增加的原则
三. 物理情景可行性原则
例如: 追赶碰撞:
碰撞前： V追赶 V被追
碰撞后:
在前面运动的物体的速度一定不 小于在后面运动的物体的速度
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) 第219页2题
完全非弹性碰撞
碰撞后系统以相同的速度运动 v1=v2=v 动量守恒:
m 1 v 1 0 m 2 v 2 0 m 1 m 2 v
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
高三物理重点专题
动量守恒定律的典型模型 及其应用
动量守恒定律的典型应用 几个模型:
（一）碰撞中动量守恒 （二）反冲运动、爆炸模型
（三）子弹打木块类的问题:
（四）人船模型: 平均动量守恒
• （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，在系统形变 量最大时，两物体速度相等. 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.
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相同。当两颗子弹均相对木块静止时，下列说法正确的是
（）
C
A．最终木块静止，d1=d2 B．最终木块向右运动，d1<d2 C．最终木块静止，d1<d2 D．最终木块向左运动，d1＝d2
例4．（1992年·全国）如图所示，一质量为M、长为l的长 方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为 m的小木块A，m<M．现以地面为参照系，给A和B以大小 相等、方向相反的初速度（如图），使A开始向左运动、 B开始向右运动，但最后A刚好没有滑离木板．以地面为 参考系．
(2) (1)
:
s1
v0
v1 2
t1(8)
(2) (1)
:
s2
0v1 2
t1(9)
v
v0
v1
C
将 (8)(9)代 入 (5):L0 2v0t1(10)O
t1
v0
fA
f'
B
s2
t
v1
s1
A
B
L
v0
f
A v0
mA2m,mBm
f'
B
v
v0
s2
s1
vB 0 f A
B
s 2'
v A v1
v
v
1
2
f'
O
s 1'
L=s1 s2
v1
s1
A
B
L
解法3：v-t图象 1
L = 2 v0t
m Agtm A v1m A v0
mAgt mBv1
v
v0
mAv0=(mA+mB)v1
v1 L
C
O
t1
t
a1
mAg
mA
g
a2
mAg
mB
2g
v1v0a1t1a2t1
“板块”两体模型——力学密
搞清楚是对谁列的方程？
码对物块的动量定理： ft1m A v 1 m A v0 (1 )
对物块的动能定理： fs11 2m Av121 2m Av02 (2)
对木块的动量定理： ft1m Bv10 (3)
f = m Aa1 f m Ba2
v1 =v0 a1t 2a1s1=v12v02
v1 = a2t
对木块的动能定理： fs2 12mBv120 (4)
2a2s2=v12 0
几何关系：
s1s2L (5)
B
mA2m,mBm A与B及B与地间的动摩擦因数均为μ
B
v A v1 f'
f1 v 0 v
v1
C
s 1'
A B
O t1
t2t
v0
例2、一颗子弹以较大的水平速度水平击穿原来静止在光滑 水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则当子弹射入
速度增大时，下列说法正确的是 ( BD )
A．木块获得的动能变大
（1）若已知A和B的初速度大小为v0，求它们最后的速度 的大小和方向；
（2）若初速度的大小未知，求小木块A向左运动到达的最 远处（从地面上看）离出发点的距离．
v0
v0
v0
A B
“板块”两体模型
质量为mB=m的长木板B静止在光滑水平面上，现有质量为 mA=2m的可视为质点的物块，以水平向右的速度大小v0从左 端滑上长木板，物块和长木板间的动摩擦因数为μ。求：
(1)要使物块不从长木板右端滑出，长木板的长度L至少为多 少？(至少用两种方法求解）
v0
fA
f'
B
s1
s2
L
v0
fA
f'
A
B
B
v0
fA
f'
A
B
B
s1
s2
L
mAv0=(mA+mB)v1
good
大家最好不要在非地参考系中解题
v0
fA
f'
B
s2
mA2m,mBm
L=s1 s2
v1
s1
A
B
v
v0
mAv0=(mA+mB)v1
v1
C
L
解法1：动量守恒+动能定理
O
t1
t
mAv0=(mA+mB)v1
•m Ag•s11 2m Av1 21 2m Av0 2
•mAg•s212mBv120
L=s1 s2
•m A g•L 1 2m A v 0 2 (1 2m A v 1 2 1 2m B v 1 2)
B．木块获得的动能变小
C．子弹穿过木块的时间变长
D．子弹穿过木块的时间变短
例3、质量为M的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左
右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先
左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d1，然后右 侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d2，如图设子 弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小均
动量守恒板块模型
1992全国卷
m2 v0 m1
2009天津卷
1993全国卷
A R
B
2010新课程卷
s=5R
Em
M
l=6.5R
2011广东卷
D R
C L
v0
A B
“板块”两体模型
质量为mB=m的长木板B静止在光滑水平面上，现有质量为 mA=2m的可视为质点的物块，以水平向右的速度大小v0从左 端滑上长木板，物块和长木板间的动摩擦因数为μ。求：
v A v1
fA
B
f'
v
v
1
29;
1'
A
vA vB v2
B
v0
课堂练习：求B向左运动的最大距离
怎样表示A在B上滑动的距离？
L=s1s2s1's2'
C D
t1 t2 t
例1、如图所示，一质量M=3.0kg的长方形木板B放在光
滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0kg的小木块A。
现以地面为参照系，给A和B以大小均为4.0m/s，方向相
s1 s2 L
系统动量守恒： ( 1 ) ( 3 ):m A v 0 m A v 1 m B v 1 (6 )
系统能量守恒： ( 2 ) ( 4 ) 并 将 ( 5 ) 代 入 :f L 1 2 m A v 0 2 ( 1 2 m A v 1 2 1 2 m B v 1 2 ) ( 7 )
反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最
后A并没有滑离B板。站在地面的观察者看到在一段时间
内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木
板对地面的速度大小可能是（BC ）
A.1.8m/s
B.2.4m/
B
vAv
C.2.6m/s
D.3.0m/s
f1
v0
f
A v0
f'
s2
s1
vB 0 f A
v0
fA
f'
B
s2
mA2m,mBm
L=s1 s2
v1
s1
A
B
v
v0
mAv0=(mA+mB)v1
v1
C
L
O
解法2：牛顿第二定律+运动学
t1
t
a1
mAg
mA
g
a2
mAg
mB
2g
s1
v0t1
1 2
a1t12
s2
1 2
a 2t12
v1v0a1t1a2t1
L=s1 s2
v0
fA
f'
B
s2
mA2m,mBm
A
vA vB v2
B
v0
课堂练习：求B向左运动的最大距离
m A v 0 m B v 0= m A v 1 m B 0
v1
1 2
v0
m A v 0 m B v 0= (m A m B )v 2
v2
1 3
v0
C D
t1 t2 t
v0
f
A v0
mA2m,mBm
f'
B
v
v0
s2
vB 0
s 2'
s1
(1)要使物块不从长木板右端滑出，长木板的长度L至少为多 少？