高中物理復習7-2第2講動量守恒定律及其應用課件

第2講動量守恒定律及其應用課

程

標

準素

養(yǎng)

目

標1.通過實驗和理論推導，理解動量守恒定律，能用其解釋生活中的有關現(xiàn)象．知道動量守恒定律的普適性．2.探究并了解物體彈性碰撞和非彈性碰撞的特點．定量分析一維碰撞問題并能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象．3.體會用動量守恒定律分析物理問題的方法，體會自然界的和諧與統(tǒng)一．物理觀念：能正確區(qū)分內(nèi)力與外力．科學思維：理解動量守恒定律的確切含義和表達式，知道定律的適用條件．會用動量守恒定律解決碰撞、爆炸等問題．考點一考點一動量守恒定律的條件與應用【必備知識·自主落實】1．內(nèi)容

如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的________為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變．外力和內(nèi)力是相對的2．表達式(1)p＝p′或m1v1＋m2v2＝____________．系統(tǒng)相互作用前的總動量等于相互作用后的總動量．(2)Δp1＝________，相互作用的兩個物體動量的變化量等大反向．

動量變化量是末態(tài)動量減初態(tài)動量矢量和m1v′1＋m2v′2－Δp2【關鍵能力·思維進階】1．[2024·云南省保山市高三模擬]如圖甲所示，兩個質(zhì)量相等的小車A和B靜止在光滑的水平地面上．它們之間裝有被壓縮的輕質(zhì)彈簧，用不可伸長的輕細線把它們系在一起．如圖乙所示，讓B緊靠墻壁，其他條件與圖甲相同．對于小車A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，從燒斷細線到彈簧恢復原長的過程中，下列說法正確的是(

)A．圖甲所示系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒B．圖乙所示系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒C.墻壁對圖乙所示系統(tǒng)的沖量為零D．墻壁彈力對圖乙中B車做功不為零答案：A解析：從燒斷細線到彈簧恢復原長的過程中，題圖甲所示系統(tǒng)所受外力矢量和為0，則系統(tǒng)動量守恒，且運動過程中只有系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，所以系統(tǒng)機械能守恒，故A正確；從燒斷細線到彈簧恢復原長的過程中，題圖乙所示系統(tǒng)中由于墻壁對B有力的作用，則系統(tǒng)所受外力的矢量和不為0，則系統(tǒng)動量不守恒，運動過程中只有系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，所以系統(tǒng)機械能守恒，故B錯誤；從燒斷細線到彈簧恢復原長的過程中，題圖乙所示系統(tǒng)中由于墻壁對B有力的作用，由公式I＝Ft可知，墻壁對題圖乙所示系統(tǒng)的沖量不為零，故C錯誤；從燒斷細線到彈簧恢復原長的過程中，由于B車沒有位移，則墻壁彈力對題圖乙中B車做功為0，故D錯誤．2．如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小球在距離車內(nèi)上表面高度20m處以一定的初速度向左平拋，落在以7.5m/s的速度沿光滑的水平面向右勻速行駛的敞篷小車中，車內(nèi)上表面涂有一層油泥，車與油泥的總質(zhì)量為4kg，若小球在落在車內(nèi)上表面之前瞬時速度是25m/s，則當小球和小車相對靜止時，小車的速度是(g＝10m/s2)(

)A．5m/sB．4m/sC．8.5m/sD．9.5m/s答案：A

3．如圖甲所示，質(zhì)量為M的薄長木板靜止在光滑的水平面上，t＝0時一質(zhì)量為m的滑塊以水平初速度v0從長木板的左端沖上木板并最終從右端滑下．已知滑塊和長木板在運動過程中的v-t圖像如圖乙所示，則木板與滑塊的質(zhì)量之比M∶m為(

)A．1∶2B．2∶1C．1∶3D．3∶1答案：B解析：取滑塊的初速度方向為正方向，對滑塊和木板組成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒定律有mv0＝mv1＋Mv2，由題圖乙知v0＝40m/s，v1＝20m/s，v2＝10m/s，代入數(shù)據(jù)解得M∶m＝2∶1，故B正確．4．[2024·湖南高三模擬]如圖所示，在光滑水平面上有A、B兩輛小車，水平面的左側(cè)有一豎直墻，在小車B上坐著一個小孩，小孩與B車的總質(zhì)量是A車質(zhì)量的4044倍．兩車開始都處于靜止狀態(tài)且A、B兩輛小車靠在一起，小孩把A車以相對于地面為v的速度推出，A車與墻壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A車后，又把它以相對于地面為v的速度推出．往后小孩每次推出A車，A車相對于地面的速度都是v，方向向左，則小孩把A車至少推出幾次后，A車返回時小孩不能再接到A車(

)A．2021B．2022C．2023D．2024答案：C

思維提升1.適用條件(1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力為零．(2)近似守恒：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠大于它所受到的外力．(3)某一方向守恒：如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒．2．應用動量守恒定律解題的基本步驟考點二考點二碰撞問題分析【必備知識·自主落實】1．碰撞碰撞是指物體間的相互作用持續(xù)時間很短，而物體間相互作用力________的現(xiàn)象．2．特點

在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內(nèi)力________外力，可認為相互碰撞的系統(tǒng)動量守恒．外力的沖量可以忽略不計

很大遠大于3．分類

動量是否守恒機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【關鍵能力·思維進階】1．碰撞的基本規(guī)律

考向1碰撞的可能性例1A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s，當A追上B并發(fā)生碰撞后，A、B兩球速度的可能值是(

)A．v′A＝5m/s，v′B＝2.5m/sB．v′A＝2m/s，v′B＝4m/sC．v′A＝－4m/s，v′B＝7m/sD．v′A＝7m/s，v′B＝1.5m/s答案：B

例2

在光滑的水平面上，有a、b兩個等大的小球，a的質(zhì)量為2m，b的質(zhì)量為m，它們在同一直線上運動，t0時刻兩球發(fā)生正碰，則下列關于兩球碰撞前后的速度－時間圖像可能正確的是(

)答案：B解析：設縱軸坐標分度值為v0；兩球組成的系統(tǒng)所受合外力為零，兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)動能不增加．由圖示可知，碰撞前系統(tǒng)總動量p＝2m×2v0＋m×(－2v0)＝2mv0碰撞后系統(tǒng)總動量p′＝0，違背動量守恒定律，故A錯誤；由圖示可知，碰撞前系統(tǒng)總動量p＝2m×2v0＋m×(－v0)＝3mv0碰撞后系統(tǒng)總動量p′＝(2m＋m)v0＝3mv0碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，物體發(fā)生完全非彈性碰撞，該過程可能發(fā)生，故B正確；由圖示可知，碰撞前系統(tǒng)總動量p＝2mv0碰撞后系統(tǒng)總動量p′＝4mv0－2mv0＝2mv0碰撞過程系統(tǒng)動量守恒．

考向2彈性碰撞例3彈玻璃球是小孩子最愛玩的游戲之一，一次游戲中，有大小相同、但質(zhì)量不同的A、B兩玻璃球，質(zhì)量分別為mA、mB，且mA<mB，小朋友在水平面上將玻璃球A以一定的速度沿直線彈出，與靜止的玻璃球B發(fā)生正碰，玻璃球B沖上斜面后返回水平面時與玻璃球A速度相等，不計一切摩擦和能量損失，則mA、mB之比為(

)A．1∶2

B．1∶3C．1∶4

D．1∶5答案：B

答案：BC

考向3完全非彈性碰撞完全非彈性碰撞

答案：C

考點三考點三爆炸、反沖運動【必備知識·自主落實】1．反沖現(xiàn)象(1)定義：靜止或運動的物體通過分離出部分物質(zhì)，而使自身在________獲得加速的現(xiàn)象．(2)特點：在反沖運動中，如果沒有外力作用或外力遠小于物體間的相互作用力，系統(tǒng)的________是守恒的．2．爆炸現(xiàn)象的三個規(guī)律動量守恒爆炸物體間的相互作用力遠遠大于受到的外力，系統(tǒng)的總動量守恒動能增加在爆炸過程中，有其他形式的能(如化學能)轉(zhuǎn)化為動能位置不變爆炸的時間極短，作用過程中物體產(chǎn)生的位移很小，可以認為爆炸前、后時刻各部分位置不變反方向動量

答案：B

答案：D

思維提升對反沖運動的三點說明(1)作用原理反沖運動是系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力和反作用力產(chǎn)生的效果．(2)動量守恒反沖運動中系統(tǒng)不受外力或內(nèi)力遠大于外力，反沖運動遵循動量守恒定律．(3)機械能增加反沖運動中，物體間的作用力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能，所以系統(tǒng)的總機械能增加．核心素養(yǎng)提升

人船模型及其拓展模型的應用“人船”模型條件及特點典例1如圖所示，有一質(zhì)量為M＝6kg、邊長為0.2m的正方體木塊，靜止于光滑水平面上，木塊內(nèi)部有一從頂面貫通至底面的通道，一個質(zhì)量為m＝2kg的小球(可視為質(zhì)點)由靜止開始從通道的左端運動到右端，在該過程中木塊的位移大小為(

)A．0.05mB．0.10mC．0.15m