新人教版第6章第2講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用課件（60張）

第六章動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律第2講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用知識(shí)梳理·雙基自測(cè)核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破名師講壇·素養(yǎng)提升2年高考·1年模擬知識(shí)梳理·雙基自測(cè)知識(shí)點(diǎn)1動(dòng)量守恒定律1．內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)__________，或者所受_________________為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2．表達(dá)式：m1v1＋m2v2＝_______________或p＝p′。3．適用條件：(1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受_______________為零，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒。不受外力外力的矢量和m1v′1＋m2v′2外力的合力(2)近似守恒：系統(tǒng)受到的合力不為零，但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)

外力時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量可近似看成守恒。注意：外力的沖量在相互作用的時(shí)間內(nèi)忽略不計(jì)。(3)分方向守恒：系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受合力為零時(shí)，系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒。大于知識(shí)點(diǎn)2碰撞、反沖、爆炸1．碰撞：物體間的相互作用持續(xù)時(shí)間______,而物體間相互作用力______的現(xiàn)象。2．特點(diǎn)：在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內(nèi)力_________外力，可認(rèn)為相互碰撞的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。很短很大遠(yuǎn)大于3．分類：

兩類守恒碰撞類型

動(dòng)量是否守恒機(jī)械能是否守恒彈性碰撞守恒______非彈性碰撞守恒有損失完全非彈性碰撞守恒損失______守恒最大4.反沖運(yùn)動(dòng)：觀察下列兩幅圖，思考圖甲中噴灌工作原理以及圖乙中運(yùn)載火箭升空原理，填充以下內(nèi)容：(1)在某些情況下，原來系統(tǒng)內(nèi)物體具有相同的速度，發(fā)生相互作用后各部分的末速度不再相同而分開。這類問題相互作用的過程中系統(tǒng)的動(dòng)能______，且常伴有其他形式能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。(2)反沖運(yùn)動(dòng)的過程中，如果合外力為零或外力的作用_________物體間的相互作用力，可利用動(dòng)量守恒定律來處理。5．爆炸問題：爆炸與碰撞類似，物體間的相互作用力很大，且_________系統(tǒng)所受的外力，所以系統(tǒng)動(dòng)量______，爆炸過程中位移很小，可忽略不計(jì)，作用后從相互作用前的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)。注意：反沖運(yùn)動(dòng)和爆炸問題中，系統(tǒng)的機(jī)械能增大，這與碰撞問題是不同的。增大遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)大于守恒一、堵點(diǎn)疏通1．一個(gè)系統(tǒng)初、末狀態(tài)動(dòng)量大小相等，即動(dòng)量守恒。(

)2．兩個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生碰撞，兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。(

)3．系統(tǒng)動(dòng)量守恒也就是系統(tǒng)的總動(dòng)量變化量為零。(

)4．發(fā)生碰撞的兩個(gè)物體，機(jī)械能是守恒的。(

)5．碰撞后，兩個(gè)物體粘在一起，動(dòng)量是守恒的，但機(jī)械能損失是最大的。(

)6．火箭點(diǎn)火后離開地面加速向上運(yùn)動(dòng)，是地面對(duì)火箭的反作用力的結(jié)果。(

)7．在沒有空氣的宇宙空間，火箭仍可加速前行。(

)×√√×√×√二、對(duì)點(diǎn)激活1．(2023·南昌市新建區(qū)高三月考)關(guān)于下列運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是(

)A．圖甲所示撐桿跳運(yùn)動(dòng)員在離開地面向上運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒B．圖乙所示的蹦床運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)員和蹦床組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．圖丙所示跳傘運(yùn)動(dòng)在勻速下降的過程中運(yùn)動(dòng)員和降落傘組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．圖丁所示打臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)過程中，兩個(gè)臺(tái)球組成的系統(tǒng)在碰撞的一瞬間動(dòng)量近似守恒D[解析]若考慮運(yùn)動(dòng)員自身的散熱與內(nèi)力做功問題，則只要有人參與的系統(tǒng)機(jī)械能都不守恒，若不考慮運(yùn)動(dòng)員自身的散熱與內(nèi)力做功問題，則圖甲所示撐桿跳運(yùn)動(dòng)員在離開地面向上運(yùn)動(dòng)的過程中由于還受到桿的作用力，機(jī)械能不守恒；A錯(cuò)誤；圖乙中因蹦床和運(yùn)動(dòng)員系統(tǒng)受到的合外力不為零，故運(yùn)動(dòng)員和蹦床組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，B錯(cuò)誤；圖丙中跳傘運(yùn)動(dòng)在勻速下降的過程中受空氣阻力作用，運(yùn)動(dòng)員和降落傘組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；圖丁所示打臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)過程中，兩個(gè)臺(tái)球組成的系統(tǒng)在碰撞的一瞬間內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒，D正確。A[解析]兩運(yùn)動(dòng)員組成的系統(tǒng)所受合外力矢量和為0，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，A正確；系統(tǒng)動(dòng)量守恒，兩運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量等大反向，變化量不相同，B錯(cuò)誤；在光滑冰面上交接時(shí)，后方運(yùn)動(dòng)員用力推前方運(yùn)動(dòng)員，導(dǎo)致機(jī)械能增加，C錯(cuò)誤；在乙推甲的過程中，消耗體內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動(dòng)能，根據(jù)能量守恒定律可知，甲的動(dòng)能增加量不等于乙的動(dòng)能減小量，D錯(cuò)誤。3．(2022·北京昌平高三期末)在冰壺比賽中，擲壺隊(duì)員手持冰壺從本壘圓心處向前運(yùn)動(dòng)至前衛(wèi)線時(shí)，速度大小v0＝1m/s，此時(shí)將冰壺沿水平方向擲出，如圖所示。擲出瞬間，冰壺在水平方向相對(duì)于手的速度大小v1＝2m/s。已知擲壺隊(duì)員的質(zhì)量M＝60kg，冰壺的質(zhì)量m＝20kg。冰壺出手后，擲壺隊(duì)員相對(duì)地的速度大小和方向分別為(

)A．1m/s，方向與冰壺運(yùn)動(dòng)方向相反B．1m/s，方向與冰壺運(yùn)動(dòng)方向相同C．0.5m/s，方向與冰壺運(yùn)動(dòng)方向相反D．0.5m/s，方向與冰壺運(yùn)動(dòng)方向相同[解析]設(shè)冰壺扔出的方向?yàn)檎较?，則由動(dòng)量守恒定律(M＋m)v0＝Mv＋m(v＋v1)，解得v＝0.5m/s，方向與冰壺運(yùn)動(dòng)方向相同。D核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破考點(diǎn)一動(dòng)量守恒定律的理解1．動(dòng)量守恒定律適用條件(1)前提條件：存在相互作用的物體系。(2)理想條件：系統(tǒng)不受外力。(3)實(shí)際條件：系統(tǒng)所受合外力為0。(4)近似條件：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力。(5)方向條件：系統(tǒng)在某一方向上滿足上面的條件，則此方向上動(dòng)量守恒。2．動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式(1)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和。(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向。(3)Δp＝0，系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零。3．應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟(1)明確研究對(duì)象，確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過程)。(2)進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒(或某一方向上動(dòng)量是否守恒)。(3)規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動(dòng)量。(4)由動(dòng)量守恒定律列出方程。(5)代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果，必要時(shí)討論說明。例1CA．小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過程中，只有重力對(duì)它做功B．小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒C．小球自半圓槽B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒D．小球離開C點(diǎn)以后，將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)[解析]小球下滑到半圓槽的最低點(diǎn)B之后，半圓槽離開墻壁，除了重力外，槽對(duì)小球的彈力對(duì)小球做功，故A錯(cuò)誤；小球下滑到半圓槽的最低點(diǎn)B之前，小球與半圓槽組成的系統(tǒng)水平方向上受到墻壁的彈力作用，系統(tǒng)所受的外力不為零，系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量不守恒，半圓槽離開墻壁后，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒，故B錯(cuò)誤，C正確；半圓槽離開墻壁后小球?qū)Σ鄣膲毫?duì)槽做功，小球與半圓槽具有向右的水平速度，所以小球離開右側(cè)槽口以后，將做斜上拋運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。B[解析]因?yàn)榛瑝K與車廂水平底板間有摩擦，且撤去推力后滑塊在車廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的，以小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒的條件可知撤去推力后該系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒。故選B。題型二動(dòng)量守恒定律的基本應(yīng)用(2023·浙江高三模擬預(yù)測(cè))如圖所示，正在太空中行走的宇航員A、B沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，相對(duì)空間站的速度大小分別為3m/s和1m/s，迎面碰撞后(正碰)，A、B兩人均反向運(yùn)動(dòng)，速度大小均為2m/s。則A、B兩人的質(zhì)量之比為(

)A.333例2[解析]設(shè)A的初速度方向?yàn)檎?，則由動(dòng)量守恒定律mAvA－mBvB＝－mAv′A＋mBv′B，解得mAmB＝35，故選A。A〔變式訓(xùn)練2〕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)一蹲在滑板上的小孩和其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3m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑的滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h＝0.3m(h小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量m1＝30kg，冰塊的質(zhì)量為m2＝10kg，小孩與滑板始終無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。取重力加速度的大小g＝10m/s2。(1)求斜面體的質(zhì)量；(2)通過計(jì)算判斷，冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？[答案]

(1)20kg

(2)見解析(2)設(shè)小孩推出冰塊后的速度為v1，由動(dòng)量守恒定律有m1v1＋m2v0＝0解得v1＝1m/s設(shè)冰塊與斜面體分離后的速度分別為v2和v3，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有m2v0＝m2v2＋m3v3解得v2＝1m/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?？键c(diǎn)二“子彈打木塊”模型1．木塊放在光滑水平面上，子彈水平打進(jìn)木塊，系統(tǒng)所受的合外力為零，因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒。2．兩者發(fā)生的相對(duì)位移為子彈射入的深度x相。3．根據(jù)能量守恒定律，系統(tǒng)損失的動(dòng)能等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能。4．系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝Ff·x相，即兩物體由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而摩擦產(chǎn)生的熱(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，等于摩擦力大小與兩物體相對(duì)滑動(dòng)的路程的乘積。5．當(dāng)子彈速度很大時(shí)，可能射穿木塊，這時(shí)末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再相等，但穿透過程中系統(tǒng)的動(dòng)量仍守恒，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為ΔEk＝Ff·L(L為木塊的長(zhǎng)度)。

一質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平打進(jìn)木塊并留在其中，設(shè)子彈與木塊之間的相互作用力為Ff。則：(1)子彈、木塊相對(duì)靜止時(shí)的速度是多少？(2)子彈在木塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多長(zhǎng)？(3)子彈、木塊相互作用過程中子彈、木塊發(fā)生的位移以及子彈打進(jìn)木塊的深度分別是多少？例3規(guī)律總結(jié)考點(diǎn)三反沖運(yùn)動(dòng)和爆炸問題(2022·重慶三模)短道速滑接力賽是北京冬奧會(huì)上極具觀賞性的比賽項(xiàng)目之一、如圖所示為A、B兩選手在比賽中的某次交接棒過程。A的質(zhì)量mA＝60kg，B的質(zhì)量mB＝75kg，交接開始時(shí)A在前接棒，B在后交棒，交棒前兩人均以v0＝10m/s的速度向前滑行。交棒時(shí)B從后面用力推A，當(dāng)二人分開時(shí)B的速度變?yōu)関1＝2m/s，方向仍然向前，不計(jì)二人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬間兩人均在一條直線上運(yùn)動(dòng)。例4(1)求二人分開時(shí)A的速度大??；(2)若B推A的過程用時(shí)0.8s，求B對(duì)A的平均作用力的大??；(3)交接棒過程要消耗B體內(nèi)的生物能，設(shè)這些能量全部轉(zhuǎn)化為兩人的動(dòng)能，且不計(jì)其他力做功，求B消耗的生物能E。[解析](1)設(shè)所求A的速度為v2，取初速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律可得(mA＋mB)v0＝mBv1＋mAv2，解得v2＝20m/s。(2)對(duì)A由動(dòng)量定理得F·t＝mAv2－mAv1，解得F＝750N。(3)設(shè)乙消耗的生物能為E，對(duì)二人組成的系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒定律得解得E＝5400J。[答案]

(1)20m/s

(2)750N

(3)5400J〔變式訓(xùn)練3〕

“世界上第一個(gè)想利用火箭飛行的人”是明朝的士大夫萬戶。他把47個(gè)自制的火箭綁在椅子上，自己坐在椅子上，雙手舉著大風(fēng)箏，設(shè)想利用火箭的推力，飛上天空，然后利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸。假設(shè)萬戶及所攜設(shè)備(含燃料的火箭、椅子、風(fēng)箏等)總質(zhì)量為M，點(diǎn)燃火箭后在極短的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)量為m的熾熱燃?xì)庀鄬?duì)地面以v0的速度豎直向下噴出。忽略此過程中空氣阻力的影響，重力加速度為g，下列說法中正確的是(

)B名師講壇·素養(yǎng)提升人船模型1．“人船模型”問題兩個(gè)原來靜止的物體發(fā)生相互作用時(shí)，若所受外力的矢量和為零，則動(dòng)量守恒。在相互作用的過程中，任一時(shí)刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量的反比。這樣的問題歸為“人船模型”問題。2．人船模型的特點(diǎn)(1)兩物體滿足動(dòng)量守恒定律：m1v1－m2v2＝0。(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：人動(dòng)船動(dòng)，人靜船靜，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它們質(zhì)量的反比；人船平均速度(瞬時(shí)速度)比等于(3)應(yīng)用此關(guān)系時(shí)要注意一個(gè)問題：公式v1、v2和x一般都是相對(duì)地面而言的。

有一只小船停在靜水中，船上一人從船頭走到船尾。如果人的質(zhì)量m＝60kg，船的質(zhì)量M＝120kg，船長(zhǎng)為l＝3m，則船在水中移動(dòng)的距離是多少？(水的阻力不計(jì))例5[答案]

1m“人船模型”問題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)名師點(diǎn)撥1．適用條件：(1)系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成且相互作用前靜止，系統(tǒng)總動(dòng)量為零；(2)在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中至少有一個(gè)方向的動(dòng)量守恒(如水平方向或豎直方向)且為零。2．畫草圖：解題時(shí)要畫出各物體的位移關(guān)系草圖，找出各長(zhǎng)度間的關(guān)系，注意兩物體的位移是相對(duì)同一參考系的位移。D2年高考·1年模擬1.(2021·湖北卷)如圖所示，曲面體P靜止于光滑水平面上，物塊Q自P的上端靜止釋放。Q與P的接觸面光滑，Q在P上運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是(

)A．P對(duì)Q做功為零B．P和Q之間相互作用力做功之和為零C．P和Q構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒D．P和Q構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒、動(dòng)量守恒B[解析]P對(duì)Q有彈力的作用，并且在力的方向上有位移，在運(yùn)動(dòng)中P會(huì)向左移動(dòng)，P對(duì)Q的彈力方向垂直于接觸面，與Q前后移動(dòng)連線的位移夾角大于90°，所以P對(duì)Q做功不為0，A錯(cuò)誤；因?yàn)镻Q之間的力屬于系統(tǒng)內(nèi)力，并且等大反向，兩者在力的方向上發(fā)生的位移相等，所以做功之和為0，B正確；因?yàn)橄到y(tǒng)只有系統(tǒng)內(nèi)力和重力的作用，所以P、Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，系統(tǒng)在水平方向上不受外力的作用，在水平方向上動(dòng)量守恒，但是在豎直方向上Q有加速度，即豎直方向上動(dòng)量不守恒，C、D錯(cuò)誤。2．(2021·浙江1月)在爆炸實(shí)驗(yàn)基地有一發(fā)射塔，發(fā)射塔正下方的水平地面上安裝有聲音記錄儀。爆炸物自發(fā)射塔豎直向上發(fā)射，上升到空中最高點(diǎn)時(shí)炸裂成質(zhì)量之比為21、初速度均沿水平方向的兩個(gè)碎塊。遙控器引爆瞬間開始計(jì)時(shí)，在5s末和6s末先后記錄到從空氣中傳來的碎塊撞擊地面的響聲。已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，忽略空氣阻力。下列說法正確的是(

)A．兩碎塊的位移大小之比為12B．爆炸物的爆炸點(diǎn)離地面高度為80mC．爆炸后質(zhì)量大的碎塊的初速度為68m/sD．爆炸后兩碎塊落地點(diǎn)之間的水平距離為340mB3．(2023·安徽高三模擬)2月19日，中國(guó)選手隋文靜和韓聰順利拿下花樣滑冰雙人滑自由滑總分第一名，為中國(guó)代表團(tuán)拿到北京冬奧會(huì)第九枚金牌。比賽中，兩個(gè)人靜立在賽場(chǎng)中央，互推后各自沿直線后退，然后進(jìn)行各種表演。隋文靜的質(zhì)量小于韓聰?shù)馁|(zhì)量，假設(shè)雙人滑冰場(chǎng)地為光滑冰面，下列關(guān)于兩個(gè)人互推前后的說法正確的是(

)BA．靜止在光滑的冰面上互推后瞬間，兩人的總動(dòng)量不再為0