高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律章末復(fù)習(xí)課學(xué)案 新人教版選修35

1、6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3

2、3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5第十六章第十六章 動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律章末復(fù)習(xí)課【知識(shí)體系】主題 1動(dòng)量定理及其應(yīng)用1沖量的計(jì)算(1)恒力的沖量：公式ift適用于計(jì)算恒力的沖量(2)變力的沖量：通常利用動(dòng)量定理ip求解6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f

3、3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5可用圖象法計(jì)算在ft圖象中陰影部分(如圖)的面積就表示力在時(shí)間tt2t1內(nèi)的沖

4、量2動(dòng)量定理ftmv2mv1的應(yīng)用(1)它說(shuō)明的是力對(duì)時(shí)間的累積效應(yīng)應(yīng)用動(dòng)量定理解題時(shí)，只考慮物體的初、末狀態(tài)的動(dòng)量，而不必考慮中間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程(2)應(yīng)用動(dòng)量定理求解的問(wèn)題求解曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量變化量求變力的沖量問(wèn)題及平均力問(wèn)題求相互作用時(shí)間利用動(dòng)量定理定性分析現(xiàn)象【典例 1】一個(gè)鐵球，從靜止?fàn)顟B(tài)由 10 m 高處自由下落，然后陷入泥潭中，從進(jìn)入泥潭到靜止用時(shí) 0.4 s，該鐵球的質(zhì)量為 336 g.(1)從開(kāi)始下落到進(jìn)入泥潭前，重力對(duì)小球的沖量為多少？(2)從進(jìn)入泥潭到靜止，泥潭對(duì)小球的沖量為多少？(3)泥潭對(duì)小球的平均作用力為多少(保留兩位小數(shù)，g取 10 m/s2)?解析：(1)小球自由下落

5、10 m 所用的時(shí)間是t12hg21010s 2 s，重力的沖量igmgt10.33610 2 ns4.75 ns，方向豎直向下(2)設(shè)向下為正方向，對(duì)小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至停在泥潭中的全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)量定理得mg(t1t2)ft20.泥潭的阻力f對(duì)小球的沖量ft2mg(t1t2)0.33610( 20.4) ns6.10 ns，方向豎直向上(3)由ft26.10 ns 得f15.25 n.答案：(1)4.75 ns，方向豎直向下(1)6.10 ns，方向豎直向上(3)15.25 n方法總結(jié)(1)恒力的沖量可以用ift求解， 也可以利用動(dòng)量定理求解 本題第(1)問(wèn)可先求出下落到泥潭時(shí)的速度，進(jìn)而計(jì)算

6、出沖量(2)在泥潭中運(yùn)動(dòng)時(shí)要注意受力分析，合外力的沖量是重力和阻力的合沖量6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b

7、 c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5(3)應(yīng)用動(dòng)量定理對(duì)全過(guò)程列式有時(shí)更簡(jiǎn)捷針對(duì)訓(xùn)練1一壘球手水平揮動(dòng)球棒，迎面打擊一以速度 5 m/s 水平飛來(lái)的壘球，壘球隨后在離打擊點(diǎn)水平距離為 30 m 的壘球場(chǎng)上落地設(shè)壘球質(zhì)量為 0.18 kg，打擊點(diǎn)離地面高度為 2.2m，球棒與壘球的作用時(shí)間為 0.010 s，重力加速度為 9.9 m/s2，求球棒對(duì)壘球的平均作用力的大小解析：以m、v和v，分別表

8、示壘球的質(zhì)量、壘球在打擊過(guò)程始、末瞬時(shí)速度的大小，球棒與壘球的作用時(shí)間為t，球棒對(duì)壘球的平均作用力的大小為f，取力的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量定理有：ftmvm(v)壘球在與球棒碰撞后，以速率v做平拋運(yùn)動(dòng)，令打擊點(diǎn)高度為h，壘球落地點(diǎn)與打擊點(diǎn)的水平距離為x，則按平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有xvt，h12gt2，式中t是壘球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則可以得到：vxg2h，聯(lián)立整理可以得到：fmtxg2hv900 n.答案：900 n主題 2解答動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三種思路1三種思路的比較思路特點(diǎn)分析適用情況力的觀(guān)點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析物體的受力，確定加速度，建立加速度和運(yùn)動(dòng)量間的關(guān)系涉及力、加速度、位移、速度、時(shí)間恒

9、力作用下的運(yùn)動(dòng)能量觀(guān)點(diǎn)：動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律分析物體的受力、位移和速度，確定功與能的關(guān)系系統(tǒng)內(nèi)力做功會(huì)影響系統(tǒng)能量涉及力、位移、速度恒力作用下的運(yùn)動(dòng)、變力作用下的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、瞬時(shí)作用動(dòng)量觀(guān)點(diǎn)：動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律分析物體的受力(或系統(tǒng)所受外力)、速度，建立力、時(shí)間與動(dòng)量間的關(guān)系(或動(dòng)量守恒定律)，系統(tǒng)內(nèi)力不影響系統(tǒng)動(dòng)量涉及力、時(shí)間、動(dòng)量(速度)恒力作用下的運(yùn)動(dòng)、瞬時(shí)作用、往復(fù)運(yùn)動(dòng)2.三種思路的選擇對(duì)于不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間問(wèn)題， 無(wú)論是恒力做功還是變力做功， 一般都利用動(dòng)能定理求解；如果只有重力和彈簧彈力做功而不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度和時(shí)間問(wèn)題，則采用機(jī)械

10、能守恒定律求解對(duì)于碰撞、反沖類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解，對(duì)于相互作用的兩物體，若明確兩物6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5

11、 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5體相對(duì)滑動(dòng)的距離，應(yīng)考慮選用能量守恒(功能關(guān)系)建立方程【典例 2】如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)分別懸掛兩個(gè)彈性球a、b，球a的質(zhì)量為 2m，球b的質(zhì)量為 9m，一顆質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射入球a，并留在其中，子彈與球a作用時(shí)間極短；設(shè)a、b兩球作用為對(duì)心彈性碰撞求(1)子彈與a球作用過(guò)程中，子彈和a球系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)b球被碰撞后，從

12、最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過(guò)程中，合外力對(duì)b球沖量的大小解析：(1)對(duì)子彈和a球，由動(dòng)量守恒定律，得mv0(m2m)v，由能量守恒定律，可知12mv2012(m2m)v2e，解得e13mv20.(2)對(duì)子彈和a球、b球系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律，得3mv3mv19mv2，根據(jù)能量守恒定律，有12(3m)v212(3m)v2112(9m)v22，解得v216v0；對(duì)b球，由動(dòng)量定理，有i09mv232mv0，合外力的沖量大小為32mv0.答案：(1)13mv20(2)32mv0方法總結(jié)(1)若研究對(duì)象為一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮兩大守恒定律若研究對(duì)象為單一物體，可優(yōu)先考慮兩個(gè)定理， 特別是涉及時(shí)間問(wèn)題時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)

13、量定理， 涉及功和位移問(wèn)題時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理所選方法不同，處理問(wèn)題的難易、繁簡(jiǎn)程度可能有很大的差別(2)兩個(gè)守恒定律和兩個(gè)定理只考查一個(gè)物理過(guò)程的始、末兩個(gè)狀態(tài)有關(guān)物理量間的關(guān)系，對(duì)過(guò)程的細(xì)節(jié)不予細(xì)究，這正是它們的方便之處特別是對(duì)于變力做功、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)、碰撞等問(wèn)題，就更顯示出它們的優(yōu)越性6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1

14、 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5針對(duì)訓(xùn)練2.如圖所示， 光滑水平面上依次放置兩個(gè)質(zhì)量均為m的小物塊a和c以及光滑曲面劈b，b的質(zhì)量為m3m，劈b的曲面下端與

15、水平面相切，且劈b足夠高，現(xiàn)讓小物塊c以水平速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與a發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小物塊a又滑上劈b，求物塊a在b上能夠達(dá)到的最大高度解析：c.a組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv0mvcmva，由能量守恒定律得：12mv2012mv2c12mv2a，解得：vc0，vav0，ab系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mva(mm)v，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：12mv2amgh12(mm)v2，解得：h3v208g.答案：h3v208g統(tǒng)攬考情“動(dòng)量守恒定律”是力學(xué)的重要內(nèi)容，在全國(guó)卷中，2017 高考改為必考內(nèi)容，題型預(yù)計(jì)是綜合計(jì)算題

16、，一般可以綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律等物理規(guī)律，且難度可能為中等難度以上真題例析(2015課標(biāo)全國(guó)卷)滑塊a、b沿水平面上同一條直線(xiàn)發(fā)生碰撞，碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段兩者的位移x隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示求：(1)滑塊a、b的質(zhì)量之比；(2)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4

17、 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5解析：(1)設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速

18、度為v1、v2.由題給圖象得v12 m/s，v21 m/s.a、b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給圖象得v23m/s.由動(dòng)量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v.解得m1m218.(2)由能量守恒得，兩滑塊因碰撞而損失的機(jī)械能為e12m1v2112m2v2212(m1m2)v2.由圖象可知，兩滑塊最后停止運(yùn)動(dòng)由動(dòng)能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做的功為w12(m1m2)v2，解得we12.答案：(1)m1m218(2)we12針對(duì)訓(xùn)練(2015重慶卷)高空作業(yè)須系安全帶， 如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落， 從開(kāi)始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自

19、由落體運(yùn)動(dòng))，此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)量若在此過(guò)程中該作用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為()a.m2ghtmgb.m2ghtmgc.m ghtmgd.m ghtmg解析：人下落h高度為自由落體運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22gh，可知v 2gh；緩沖過(guò)程(取向上為正)由動(dòng)量定理得(-fmg)t0(mv)，解得-fm2ghtmg，故選 a.答案：a1(2017全國(guó)卷)將質(zhì)量為 1.00 kg 的模型火箭點(diǎn)火升空，50 g 燃燒的燃?xì)庖源笮? e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e

20、d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d

21、4 4 3 5 f 3 7 5為 600 m/s 的速度從火箭噴口在很短時(shí)間內(nèi)噴出在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動(dòng)量大小為(噴出過(guò)程中重力和空氣阻力可忽略)()a30 kgm/sb5.7102kgm/sc6.0102kgm/sd6.3102kgm/s解析：火箭與噴出的燃?xì)饨M成的系統(tǒng)在豎直方向上動(dòng)量守恒選豎直向上為正方向，設(shè)噴氣后火箭的動(dòng)量為p，由動(dòng)量守恒定律得：0pmv，則pmv0.050600 kgm/s30 kgm/s.答案：a2(2017全國(guó)卷)(多選)一質(zhì)量為 2 kg 的物塊在合外力f的作用下從靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)f隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)如圖所示，則()at1 s 時(shí)物塊的速率為 1 m/sb

22、t2 s 時(shí)物塊的動(dòng)量大小為 4 kgm/sct3 s 時(shí)物塊的動(dòng)量大小為 5 kgm/sdt4 s 時(shí)物塊的速度為零解析：對(duì)物塊，由動(dòng)量定理可得：ftmv，解得vftm，t1 s 的速率為v1 m/s，a正確；在ft圖中面積表示沖量，故t2 s 時(shí)物塊的動(dòng)量大小pft22 kgm/s4kgm/s，b 正確，t3 s 時(shí)物塊的動(dòng)量大小為p(2211)kgm/s3 kgm/s，c錯(cuò)誤；t4 s 時(shí)物塊的動(dòng)量大小為p(2212)kgm/s2 kgm/s，故t4 s 時(shí)物塊的速度為 1 m/s，d 錯(cuò)誤答案：ab3(2016全國(guó)卷)如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的

23、小孩和小孩面前的冰塊均靜止于冰面上某時(shí)刻小孩將冰塊以相對(duì)冰面 3 m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h0.3 m(h小于斜面體的高度)已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m130 kg，冰塊的質(zhì)量為m210 kg，小孩與滑板始終無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)取重力加速度的大小g10 m/s2.(1)求斜面體的質(zhì)量；(2)通過(guò)計(jì)算，判斷冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？解析：(1)規(guī)定向右為速度正方向冰塊在斜面體上運(yùn)動(dòng)到最大高度時(shí)兩者達(dá)到共同速6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c

24、3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3

25、5 f 3 7 5度，設(shè)此共同速度為v，斜面體的質(zhì)量為m3.由水平方向動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律，得m2v20(m2m3)v，12m2v22012(m2m3)v2m2gh，式中v203 m/s 為冰塊推出時(shí)的速度聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)，得m320 kg.(2)設(shè)小孩推出冰塊后的速度為v1，由動(dòng)量守恒定律，有m1v1m2v200，代入數(shù)據(jù)，得v11 m/s；設(shè)冰塊與斜面體分離后的速度分別為v2和v3，由動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律，有m2v20m2v2m3v3，12m2v22012m2v2212m3v23，聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)，得v21 m/s，由于冰塊與斜面體分離后的速度與小孩推出冰塊后的速度相同且處在后方， 故冰塊不能追上小孩答案：(1)20 kg(2)不能追上小孩4