【紅對勾】高考物理 動量守恒定律課件

內(nèi)容要求說明動量、動量守恒定律及其應(yīng)用Ⅱ只限于一維彈性碰撞和非彈性碰撞Ⅰ實驗：驗證動量守恒定律新課標高考對本章的考查主要體現(xiàn)在動量、動量守恒定律及其應(yīng)用、彈性碰撞和非彈性碰撞及驗證動量守恒定律上，新課標對沖量和動量定理沒有要求，強調(diào)了彈性碰撞和非彈性碰撞的知識，動量守恒定律顯得更為突出，由于動量守恒定律研究對象是相互作用的物體所構(gòu)成的系統(tǒng)，因此在高考中所涉及的物理情境往往較為復(fù)雜．由于新課標高考模式和考查方法的變化，動量作為選修內(nèi)容，要求會降低，題目的難度不會太大，特別是動量與能量的綜合題將不會出現(xiàn)．即使出現(xiàn)難度也會大大降低．但動量與帶電粒子在電場和磁場中的運動、天體運動、核反應(yīng)等知識聯(lián)系起來綜合考查將會是命題的熱點．因此在復(fù)習(xí)時要加強碰撞類問題的研究及動量守恒定律應(yīng)用的綜合訓(xùn)練．1．由于本章試題的思考和解題思路與牛頓運動定律不同，因此難度相對較大，而且近年來高考命題思路由“知識立意”逐步轉(zhuǎn)向“能力立意”，越來越重視與現(xiàn)代技術(shù)和實際問題的聯(lián)系，所以在能力要求上注意對理解能力、實際問題抽象簡化的能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能力和綜合分析應(yīng)用能力的考查．2．解答本章物理問題的思維方法(1)一般是確定好初、末狀態(tài)．(2)找出狀態(tài)參量(即速度值及其方向)．(3)列方程求解．3．本章應(yīng)重點掌握動量、沖量兩個概念的物理意義；熟練掌握重要規(guī)律；動量守恒定律．明確動量的方向性及動量守恒條件．4．在解題中，凡需要求速度，相互作用的系統(tǒng)又符合動量守恒條件應(yīng)首選動量守恒定律求解；凡涉及碰撞、反沖、爆炸、打擊類問題，應(yīng)考慮應(yīng)用動量守恒定律．課時1動量守恒定律知識點一動量——知識回顧——1．定義：運動物體的質(zhì)量和

的乘積叫做物體的動量，通常用p來表示．2．表達式：p＝

.3．單位：kg·m/s.4．標矢性：動量是矢量，其方向和

方向相同．速度mv速度——要點深化——1．動量的理解(1)矢量性：遵從平行四邊形定則，可分解、可合成．(2)瞬時性：動量定義中的速度即瞬時速度，計算物體的動量一定要明確是哪一時刻或哪一位置的動量．所以動量是狀態(tài)量．(3)相對性：由于物體的運動速度與參考系的選取有關(guān)，故物體的動量也與參考系的選取有關(guān)．通常情況下以地面為參考系，即物體相對地面的動量．2．動量的變化及其計算動量的變化即物體某一運動過程中的末動量減去初動量，也常說為動量的增量．其計算方法：(1)若初、末動量均在一條直線上，首先以某一動量的方向為正方向，則該動量為正值．另一動量若與該動量同向，則其為正值，否則為負值．這樣就將一維情況下的矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算，即Δp＝p2－p1.若Δp>0，則動量的變化Δp與所選正方向同向；Δp<0，則動量的變化Δp與所選正方向反向．(2)應(yīng)用動量定理Δp＝Ft求合外力為恒力情況下動量的增量．3．動動量與與動能能的比比較圖1答案：：8kg··m/s，，方向向水平平向左左'4kg··m/s，，與豎豎直方方向成成30°角角知識點點二動量守守恒定定律——知知識回回顧———1．內(nèi)內(nèi)容：：相互作作用的的物體體組成成的系系統(tǒng)或時，這這個系系統(tǒng)的的總動動量就就保持持不變變，這這就是是動量量守恒恒定律律．2．公式：：m1v1＋m2v2＝.不受外力力所受合外力為零零m1v1′＋m2v2′3．動量量守恒定定律適用用條件(1)不不受外力力或外力力的合力力為零．．不是系系統(tǒng)內(nèi)每每個物體體所受的的合外力力為零，，更不能能認為系系統(tǒng)處于于平衡狀狀態(tài)．(2)近近似適用用條件：：系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)各物體體間相互互作用的的內(nèi)力遠遠大于它它所受到到的外力力．(3)如如果系統(tǒng)統(tǒng)在某一一方向上上所受外外力的合合力為零零，則在在這一方方向上動動量守恒恒．——要點點深化———1．相互作用用著的物物體組成成的物體體系統(tǒng)叫叫做物體體系．組組成物體體系的所所有物體體的動量量的矢量量和叫做做物體系系的總動動量．物物體系內(nèi)內(nèi)物體間間的相互互作用力力是內(nèi)力力，系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)的物物體與系系統(tǒng)外物物體間的的相互作作用力是是外力．．外力作作用可以以影響物物體系的的總動量量，系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)物體體間的相相互作用用力雖然然可以改改變各物物體的動動量，但但不能改改變物體體系的總總動量．．2．動量量是矢量量，動量量守恒是是指矢量量的守恒恒，變化化前的矢矢量和(公式左左)等于于變化后后的矢量量和(公公式右)．當公公式中兩兩個物體體的動量量及動量量的變化化都在一一條直線線上，那那么可假假定某一一方向的的動量為為正，相相反方向向的動量量則為負負．上式式的左、、右部分分都變成成了代數(shù)數(shù)和，上上式即是是代數(shù)式式．3．動量量守恒定定律的不不同表達達形式及及含義(1)p＝p′(系統(tǒng)統(tǒng)相互作作用前總總動量p等于相互互作用后后總動量量p′)；(2)Δp＝0(系系統(tǒng)總動動量的增增量等于于零)；；(3)Δp1＝－Δp2(兩個物物體組成成的系統(tǒng)統(tǒng)中，各各自動量量增量大大小相等等、方向向相反)．其中(1)的形形式最常常用，具具體到實實際應(yīng)用用時又有有以下常常見的三三種形式式：①m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(適用用于作用用前后都都運動的的兩個物物體組成成的系統(tǒng)統(tǒng))．②0＝m1v1＋m2v2(適用于于原來靜靜止的兩兩個物體體組成的的系統(tǒng)，，比如爆爆炸、反反沖等，，兩者速速率及位位移大小小與各自自質(zhì)量成成反比)．③m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v(適用于于兩物體體作用后后結(jié)合在在一起或或具有共共同速度度的情況況)．——基礎(chǔ)礎(chǔ)自測———木塊a和b用一根輕輕彈簧連連接起來來，放在在光滑水水平面上上，a緊靠在墻墻壁上，，在b上施加向向左的水水平力使使彈簧壓壓縮，如如圖2所所示，當當撤去外外力后，，下列說說法中正正確的是是()圖2A．a(chǎn)尚未離開墻墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)統(tǒng)動量守恒恒B．a(chǎn)尚未離開墻墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)統(tǒng)動量不守守恒C．a(chǎn)離開墻壁后后，a和b組成的系統(tǒng)統(tǒng)動量守恒恒D．a(chǎn)離開墻壁后后，a和b組成的系統(tǒng)統(tǒng)動量不守守恒解析：動量守恒定定律的適用用條件是不不受外力或或所受合外外力為零．．a(chǎn)尚未離開墻墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)統(tǒng)受到墻壁壁對它們的的作用力，，不滿足動動量守恒條條件；a離開墻壁后后，系統(tǒng)所所受合外力力為零，動動量守恒．．答案：BC知識點三動量守恒定定律的應(yīng)用用——知識回回顧——應(yīng)用動量守守恒定律的的步驟(1)確定定系統(tǒng)：確確定系統(tǒng)由由幾個物體體組成，并并分析系統(tǒng)統(tǒng)的，判斷是否否符合動量量守恒條件件．(2)選取取時刻：根根據(jù)題設(shè)條條件，選取取有關(guān)的兩兩個(或幾幾個)瞬間間，找出這這兩個(或或幾個)瞬瞬間系統(tǒng)的的總動量．．受力情況(3)規(guī)定定方向：凡凡與規(guī)定的的正方向一一致的動量量取，反向的動動量取．(4)列出出方程：根根據(jù)動量守守恒定律，，列出所選選取兩個時時刻的動量量守恒方程程，并求出出結(jié)果．正值負值——要點深深化——要注意動量量守恒定律律的矢量性性、瞬時性性、相對性性(1)矢量量性：動量量是矢量．．動量守恒恒是一個矢矢量方程．．當相互作作用前后的的動量在一一直線上時時，規(guī)定一一個正方向向后，各個個動量可用用以正負號號表示，并并可用求代代數(shù)和的方方法計算作作用前后的的總動量．．動量守恒恒定律也可可以有分量量式．系統(tǒng)統(tǒng)在某個方方向上不受受外力(或或所受外力力的合力為為零)，系系統(tǒng)在該方方向上動量量守恒．(2)瞬時時性：動量量是一個瞬瞬時量，動動量守恒定定律指的是是系統(tǒng)任一一瞬間的動動量恒定．．因此，列列出的動量量守恒定律律表達式m1v1＋m2v2＋…＝m1v1′＋m2v2′＋…其中v1、v2…都是作用用前同一時時刻的瞬時時速度，v1′、v2′…都是作作用后同一一時刻的瞬瞬時速度．．只要系統(tǒng)滿滿足動量守守恒定律的的條件，在在相互作用用過程的任任何一個瞬瞬間，系統(tǒng)統(tǒng)的總動量量都守恒．．在具體問問題中，可可根據(jù)任何何一個瞬間間系統(tǒng)內(nèi)各各物體的動動量，列出出動量守恒恒表達式．．(3)相對對性：動量量(p＝mv)與參照系系的選擇有有關(guān)．通常常，以地面面為參照系系，因此，，作用前后后的速度都都必須相對對于地面．．——基礎(chǔ)自自測——如圖3所示示，在光滑滑水平面上上靜止著一一傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體B.現(xiàn)有一質(zhì)質(zhì)量為m的物體A以初速度v0沿斜面上滑滑．若A剛好可到達達B的頂端，且且A、B具有共同速速度．若不不計A、B間的摩擦，，求A滑到B的頂端時A的速度的大大小．圖3解析：因為只有物物體A具有豎直方方向的加速速度，故系系統(tǒng)所受合合外力不為為零且沿豎豎直方向，，但由于水水平面光滑滑，系統(tǒng)在在水平方向向上不受外外力，故系系統(tǒng)在水平平方向的動動量守恒．．根據(jù)動量量守恒定律律有mv0cosθ＝(m＋M)v題型一對動量的理理解[例1]分別用帶有有箭頭的線線段表示某某個質(zhì)點的的初動量p，末動量p′，動量的的變化量Δp.其中線段段長短表示示大小，箭箭頭指向表表示矢量方方向．下列列幾組中一一定不正確確的是()[解析]由于初動量量與末動量量在一條直直線上，規(guī)規(guī)定末動量量的方向為為正方向，，則初動量量與末動量量同向取正正，反向取取負，將矢矢量差運算算轉(zhuǎn)化為代代數(shù)差運算算，可知A、D正確確，B、C錯誤．[答案]BC題后反思動量是矢量量，動量的的變化量也也是矢量，，當初動量量與末動量量在一條直直線上時，，要求動量量的變化量量，可通過過規(guī)定正方方向，即可可將原來的的矢量運算算轉(zhuǎn)化為代代數(shù)運算．．運算的結(jié)結(jié)果如果為為正，則表表明動量的的變化量與與初動量同同向，如果果為負表明明動量的變變化量與初初動量反向向，如果初初末動量不不在一條直直線上，可可用平行四四邊形定則則進行運算算．對于動動量變化量量的方向，，如果合外外力的方向向不變，則則動量變化化量的方向向與合外力力同向，若若合外力的的方向是變變化的，則則可以根據(jù)據(jù)Δv的方方向向確確定定動動量量變變化化量量的的方方向向．．圖4A．．a(chǎn)比b先到到達達S，它它們們在在S點的的動動量量不不相相等等B．．a(chǎn)與b同時時到到達達S，它它們們在在S的動動量量不不相相等等C．．a(chǎn)比b先到到達達S，它它們們在在S點的的動動量量相相等等D．．b比a先到到達達S，它它們們在在S點的的動動量量相相等等答案案：：A題型型二二對動動量量守守恒恒條條件件的的理理解解[例例2]如圖圖5所所示示，，A、B兩物物體體的的質(zhì)質(zhì)量量mA>mB，中中間間用用一一段段細細繩繩相相連連并并有有一一被被壓壓縮縮的的彈彈簧簧，，放放在在平平板板小小車車C上后，A、B、C均處于靜止狀狀態(tài)．若地面面光滑，則在在細繩被剪斷斷后，A、B從C上未滑離之前前，A、B在C上向相反方向向滑動過程中中()圖5A．若A、B與C之間的摩擦力力大小相同，，則A、B組成的系統(tǒng)動動量守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動動量也守恒B．若A、B與C之間的摩擦力力大小不相同同，則A、B組成的系統(tǒng)動動量不守恒，，A、B、C組成的系統(tǒng)動動量也不守恒恒C．若A、B和C之間的摩擦力力大小不相同同，則A、B組成的系統(tǒng)動動量不守恒，，但A、B、C組成的系統(tǒng)動動量守恒D．以上說法法均不對[解析]當A、B兩物體組成一一個系統(tǒng)時，，彈簧彈力為為內(nèi)力，而A、B和C之間的摩擦力力是外力，當當A、B與C之間的摩擦等等大反向時，，A、B所組成的系統(tǒng)統(tǒng)所受合外力力為零，動量量守恒；當A、B與C之間的的摩擦擦力大大小不不相等等時，，A、B組成的的系統(tǒng)統(tǒng)所受受合外外力不不為零零，動動量不不守恒恒．而而對于于A、B、C組成的的系統(tǒng)統(tǒng)，由由于彈彈簧的的彈力力、A和B與C之間的的摩擦擦力均均是內(nèi)內(nèi)力，，不管管A、B與C之間的的摩擦擦力大大小是是否相相等，，A、B、C組成的的系統(tǒng)統(tǒng)所受受合外外力均均為零零，動動量守守恒，，所以以A、、C選選項正正確，，B、、D選選項錯錯誤．．[答案]

AC題后反反思(1)動量量守恒恒的條條件是是系統(tǒng)統(tǒng)不受受外力力或所所受合合外力力為零零，因因此在在判斷斷系統(tǒng)統(tǒng)動量量是否否守恒恒時一一定要要分清清內(nèi)力力和外外力；；(2)在同同一物物理過過程中中，系系統(tǒng)的的動量量是否否守恒恒，與與系統(tǒng)統(tǒng)的選選取密密切相相關(guān)，，因此此，在在運用用動量量守恒恒定律律解題題時，，一定定要明明確在在哪一一過程程中哪哪些物物體組組成的的系統(tǒng)統(tǒng)動量量是守守恒的的．變式2—1在光滑水平平面上A、B兩小車中間間有一彈簧簧，如圖6所示，用用手抓住小小車并將彈彈簧壓縮后后使小車處處于靜止狀狀態(tài)．將兩兩小車彈簧簧看做一個個系統(tǒng)，下下面說法正正確的是()圖6A．兩手同同時放開后后，系統(tǒng)總總動量始終終為零B．先放開開左手，再再放開右手手后，動量量不守恒C．先放開開左手，后后放開右手手，總動量量向左D．無論何何時放手，，兩手放開開后，在彈彈簧恢復(fù)原原長的過程程中，系統(tǒng)統(tǒng)總動量都都保持不變變，但系統(tǒng)統(tǒng)的總動量量不一定為為零解析：在兩手同時時放開后，，水平方向向無外力作作用，只有有彈簧的彈彈力(內(nèi)力力)，故動動量守恒，，即系統(tǒng)的的總動量始始終為零，，A對；先先放開左手手，再放開開右手后，，是指兩手手對系統(tǒng)都都無作用力力之后的那那一段時間間，系統(tǒng)所所受合外力力也為零，，即動量是是守恒的，，B錯；先先放開左手手，系統(tǒng)在在右手作用用下，產(chǎn)生生向左的沖沖量，故有有向左的動動量，再放放開右手后后，系統(tǒng)的的動量仍守守恒，即此此后的總動動量向左，，C對；其其實無論何何時放開手手，只要是是兩手都放放開就滿足足動量守恒恒的條件，，即系統(tǒng)的的總動量保保持不變．．若同時放開開，那么作作用后系統(tǒng)統(tǒng)的總動量量就等于放放手前的總總動量，即即為零；若若兩手先后后放開，那那么兩手都都放開后的的總動量就就與放開一一只手后系系統(tǒng)所具有有的總動量量相等，即即不為零，，D對．答案：ACD題型三動量守恒定定律的應(yīng)用用[例3]甲、乙兩個個小孩各乘乘一輛冰車車在水平冰冰面上游戲戲，如圖7所示，甲甲和他的冰冰車質(zhì)量共共為M＝30kg，乙和和他的冰車車質(zhì)量也是是30kg.游戲戲時，甲推推著一個質(zhì)質(zhì)量為m＝15kg的箱子子，和他一一起以大小小為v0＝2m/s的速度度滑行，乙乙以同樣大大小的速度度迎面而來來，為了避避免相撞，，甲突然將將箱子沿水水平冰面推推給乙，箱箱子滑到乙乙處時乙迅迅速把它抓抓?。舨徊挥嫳娴牡哪Σ亮?，，求甲至少少要以多大大速度(相相對于地面面)將箱子子推出，才才能避免與與乙相撞．．圖7[解析]由題意可知知，推出后后箱子的速速度越大，，甲、乙相相撞的可能能性越?。疄榍笸瞥龀龊笙渥拥牡淖钚∷俣榷?，其臨界界條件是乙乙抓住箱子子后的速度度與甲推出出箱子后的的速度大小小、方向都都相同．據(jù)題中所所給條件件，在整整個過程程中系統(tǒng)統(tǒng)的總動動量守恒恒．同理題后反思思在動量守守恒定律律的應(yīng)用用中，常常常會遇遇到相互互作用的的兩物體體相距最最近，避避免相碰碰和物體體開始反反向運動動等臨界界問題．．這類問問題求解解關(guān)鍵是是充分利利用反證證法、極極限法分分析物體體的臨界界狀態(tài)，，挖掘問問題中隱隱含的臨臨界條件件，選取取適當?shù)牡南到y(tǒng)和和過程，，運用動動量守恒恒定律進進行解答答．變式3——1質(zhì)量為M＝2kg的小小平板車車靜止在在光滑水水平面上上，車的的一端靜靜止著質(zhì)質(zhì)量為mA＝2kg的物物體A(可視為為質(zhì)點)，如圖圖8所示示，一質(zhì)質(zhì)量為mB＝20g的子子彈以600m/s的水平平速度迅迅速射穿穿A后，速度度為100m/s，，最后物物體A仍靜止在在車上，，若物體體A與小車間間的動摩摩擦因數(shù)數(shù)μ＝0.5，取取g＝10m/s2，求平板車最最后的速度是是多大？圖8答案：2.5m/s1．(2009·全國卷卷Ⅱ)兩物體甲和和乙在同一一直線上運運動，它們們在0～0.4s時間內(nèi)的的v－t圖象如圖9所示．若若僅在兩物物體之間存存在相互作作用，則物物體甲與乙乙的質(zhì)量之之比和圖中中時間t1分別為()圖9答案：B2．(2009·福建高高考)一炮艇總質(zhì)質(zhì)量為M，以速度v0勻速行駛，，從艇上以以相對海岸岸的水平速速度v沿前進方向向射出一質(zhì)質(zhì)量為m的炮彈，發(fā)發(fā)射炮彈后后艇的速度度為v′，若不計計水的阻力力，則下列列各關(guān)系式式中正確的的是()A．Mv0＝(M－m)v′＋mvB．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0)C．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′)D．Mv0＝Mv′＋mv解析：動量守恒定定律中的速速度都是相相對于同一一參照物的的，題目中中所給炮彈彈的速度v是相對于河河岸的，即即相對于地地面的，所所以有：Mv0＝(M－m)v′＋mv，故選項A正確．其其他選項錯錯誤．答案：A3．(2010·江蘇蘇模擬)場場強為E方向豎直向向上的勻強強電場中有有兩小球A、B，它們的質(zhì)質(zhì)量分別為為m1、m2，電量分別別為q1、q2，A、B兩球由靜止止釋放，重重力加速度度為g，則小