题文
如图1所示,等臂U形管竖直安装在光滑水平面上放置的轻质小车上,小车和试管的总质量与试管内水的质量相等,均为M。开始时试管底部的阀门K关闭,管的水平部分的水柱与右侧竖直管内的水柱等长,小车静止。打开阀门,水缓慢流动到另一侧,使两竖直管中水面平齐。已知两竖直管轴线间距离为L,则上述过程中,小车向______________移动,移动的距离为_________________。
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
由题意可知,试管内的水和小车及试管的运动符合“人船模型”的特点,试管内的水相当于“人”,小车及试管相当于“船”,打开阀门后,水缓慢流动到另一侧,最终两竖直管中水面平齐,在处理过程中,相当于右侧
(质量为
)的水直接运动到左侧管内,把其他部分的水(长度为
,质量为
)与小车及试管看成一个整体,如图2所示。
如此一来,右侧
(质量为
)的水相当于“人”,长度为
、质量为
的水与小车及试管相当于“船”,“人”向左运动,故“船”向右运动,“人”与“船”的相对位移为L。
①
而
②
∴小车向右移动,移动的距离
考点
据考高分专家说,试题“如图1所示,等臂U形管竖直安装在光滑水平.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、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、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)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。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





