動(dòng)量守恒定律(加試)高中物理3-5

1、動(dòng)量守恒定律（加試）考綱解讀章內(nèi)容考試要求說明必考加試動(dòng)量守恒定律動(dòng)量和動(dòng)量定理c1.運(yùn)用動(dòng)量定理計(jì)算時(shí)，只限于一個(gè)物體、一維運(yùn)動(dòng)和一個(gè)過程，且不要求涉及連續(xù)介質(zhì)2只要求解決一維運(yùn)動(dòng)中簡單的動(dòng)量守恒問題3只要求解決兩個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)相互作用一次的動(dòng)量守恒問題4運(yùn)用動(dòng)量守恒定律計(jì)算時(shí)，不要求涉及相對(duì)速度、平均速度和變質(zhì)量問題5綜合應(yīng)用動(dòng)量、能量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，不要求聯(lián)立方程求解6不要求定量計(jì)算反沖問題動(dòng)量守恒定律c碰撞d反沖運(yùn)動(dòng)火箭b一、動(dòng)量和動(dòng)量定理1動(dòng)量(1)定義：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做物體的動(dòng)量，通常用p來表示(2)表達(dá)式：pmv.(3)單位：kg·m/s.(4)標(biāo)矢性：動(dòng)量

2、是矢量，其方向和速度方向相同2沖量(1)定義：力F與力的作用時(shí)間t的乘積(2)定義式：IFt.(3)單位：N·s.(4)方向：恒力作用時(shí)，與力的方向相同(5)物理意義：是一個(gè)過程量，表示力在時(shí)間上積累的作用效果3動(dòng)量定理(1)內(nèi)容：物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過程中所受力的沖量(2)表達(dá)式：二、動(dòng)量守恒定律1內(nèi)容如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這就是動(dòng)量守恒定律2適用條件(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，不是系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合力都為零，更不能認(rèn)為系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)(2)近似適用條件：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所

3、受到的外力(3)如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零，則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒3動(dòng)量守恒定律的不同表達(dá)形式(1)m1v1m2v2m1v1m2v2，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)p1p2，相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向(3)p0，系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零三、碰撞1碰撞碰撞是指物體間的相互作用持續(xù)時(shí)間很短，而物體間相互作用力很大的現(xiàn)象2特點(diǎn)在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，可認(rèn)為相互碰撞的系統(tǒng)動(dòng)量守恒3分類動(dòng)量是否守恒機(jī)械能是否守恒彈性碰撞守恒守恒非彈性碰撞守恒有損失完全非彈性碰撞守恒損失最大四、反沖運(yùn)動(dòng)火箭1反沖現(xiàn)象(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下

4、向相反方向運(yùn)動(dòng)(2)反沖運(yùn)動(dòng)中，相互作用力一般較大，通常可以用動(dòng)量守恒定律來處理(3)反沖運(yùn)動(dòng)中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的機(jī)械能增加2火箭(1)工作原理：利用反沖運(yùn)動(dòng)火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵鰰r(shí)，使火箭獲得巨大的反作用力(2)設(shè)火箭在t時(shí)間內(nèi)噴射燃?xì)獾馁|(zhì)量是m，噴出燃?xì)獾乃俣却笮∈莡，噴出燃?xì)夂蠡鸺馁|(zhì)量是m，則火箭獲得的速度大小v.加試基礎(chǔ)練1(多選)關(guān)于物體的動(dòng)量，下列說法中正確的是()A物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大B同一物體的動(dòng)量越大，其速度一定越大C物體的加速度不變，其動(dòng)量一定不變D運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向一定是該時(shí)刻的速度方向2假設(shè)一個(gè)人靜

5、止于完全光滑的水平冰面上，現(xiàn)欲離開冰面，下列方法中可行的是()A向后踢腿B手臂向后甩C在冰面上滾動(dòng)D脫下外衣水平拋出3如圖1所示，一足球運(yùn)動(dòng)員踢一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的足球若開始時(shí)足球的速度是4m/s，方向向右，踢球后，球的速度為10 m/s，方向仍向右(如圖所示)，則踢球過程中足球動(dòng)量的變化量大小()圖1A1.6kg·m/s B2.4 kg·m/sC4.0kg·m/s D5.6 kg·m/s4如圖2所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，mA2mB.當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)，A

6、物體的速度為()圖2A0B.vC.vDv5現(xiàn)有甲、乙兩滑塊，質(zhì)量分別為3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生了碰撞已知碰撞后，甲滑塊靜止不動(dòng)，那么這次碰撞是()A彈性碰撞B非彈性碰撞C完全非彈性碰撞D條件不足，無法確定動(dòng)量定理的理解與應(yīng)用1動(dòng)量定理的理解(1)矢量式(2)F既可以是恒力也可以是變力(3)沖量是動(dòng)量變化的原因(4)由Ftpp，得F，即物體所受的合力等于物體的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率2用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象(1)p一定時(shí)，F(xiàn)的作用時(shí)間越短，力就越大；時(shí)間越長，力就越小(2)F一定，此時(shí)力的作用時(shí)間越長，p就越大；力的作用時(shí)間越短，p就越小分析問題時(shí)，要把哪個(gè)量一定，哪個(gè)量變化搞

7、清楚例1質(zhì)量是60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)，他被懸掛起來已知安全帶的緩沖時(shí)間是1.2s，安全帶長5m，取g10m/s2，則安全帶所受的平均沖力的大小為()A500NB600NC1100ND100N動(dòng)量定理的兩個(gè)重要應(yīng)用1應(yīng)用Ip求變力的沖量如果物體受到大小或方向改變的力的作用，則不能直接用IFt求變力的沖量，可以求出該力作用下物體動(dòng)量的變化量p，等效代換變力的沖量I.2應(yīng)用pFt求動(dòng)量的變化例如，在曲線運(yùn)動(dòng)中，速度方向時(shí)刻在變化，求動(dòng)量變化(pp2p1)需要應(yīng)用矢量運(yùn)算方法，計(jì)算比較復(fù)雜，如果作用力是恒力，可以求恒力的沖量，等效代換動(dòng)量的變化變式題組1物體受到的沖量

8、越大，則()A它的動(dòng)量一定越大B它的動(dòng)量變化一定越快C它的動(dòng)量的變化量一定越大D它所受到的作用力一定越大2(2016·金華市聯(lián)考)跳遠(yuǎn)時(shí)，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，這是由于()A人跳在沙坑里的動(dòng)量比跳在水泥地上小B人跳在沙坑里的動(dòng)量變化比跳在水泥地上小C人跳在沙坑里受到的沖量比跳在水泥地上小D人跳在沙坑里受到的沖力比跳在水泥地上小動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用動(dòng)量守恒的“四性”(1)矢量性：表達(dá)式中初、末動(dòng)量都是矢量，需要首先選取正方向，分清各物體初、末動(dòng)量的正、負(fù)(2)瞬時(shí)性：動(dòng)量是狀態(tài)量，動(dòng)量守恒指對(duì)應(yīng)每一時(shí)刻的總動(dòng)量都和初始時(shí)刻的總動(dòng)量相等(3)同一性：速度的大小跟參考系的選取有關(guān)，應(yīng)

9、用動(dòng)量守恒定律，各物體的速度必須是相對(duì)于同一參考系的速度，一般選地面為參考系(4)普適性：它不僅適用于兩個(gè)物體所組成的系統(tǒng)，也適用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng)；不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng)，也適用于微觀粒子組成的系統(tǒng)例2兩磁鐵各放在一輛小車上，小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運(yùn)動(dòng)已知甲車和磁鐵的總質(zhì)量為0.5kg，乙車和磁鐵的總質(zhì)量為1kg.兩磁鐵的N極相對(duì)，推動(dòng)一下，使兩車相向運(yùn)動(dòng)某時(shí)刻甲的速率為2m/s，乙的速率為3 m/s，方向與甲相反兩車運(yùn)動(dòng)過程中始終未相碰求：(1)兩車最近時(shí)，乙的速度大小；(2)甲車開始反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙車的速度大小動(dòng)量守恒定律解題的基本步驟1明確研究對(duì)象，確定系統(tǒng)的組成(系

10、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)討論說明變式題組3如圖3所示，游樂場上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車迎面相撞，此后，兩車以共同的速度運(yùn)動(dòng)；設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150kg，碰撞前向右運(yùn)動(dòng)，速度的大小為4.5m/s，乙同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為200 kg，碰撞前向左運(yùn)動(dòng)，速度的大小為4.25 m/s，則碰撞后兩車共同的運(yùn)動(dòng)速度為(取向右為正方向)()圖3A1m/s B0.5 m/sC1m/s D0.5 m/s4(2016·蘭溪市聯(lián)考)如

11、圖4所示，光滑水平直軌道上有三個(gè)滑塊A、B、C，質(zhì)量分別為mAmC2m，mBm，A、B用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的彈簧(彈簧與滑塊不拴接)開始時(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，C靜止某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同求B與C碰撞前B的速度圖4碰撞模型的規(guī)律及應(yīng)用1碰撞現(xiàn)象滿足的三個(gè)規(guī)律：(1)動(dòng)量守恒：即p1p2p1p2.(2)動(dòng)能不增加：即Ek1Ek2Ek1Ek2或.(3)速度要合理若碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則碰后原來在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體仍同向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有v前v后.碰前兩物體相向運(yùn)動(dòng)，碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變2碰撞問題解題策

12、略(1)抓住碰撞的特點(diǎn)和不同種類碰撞滿足的條件，列出相應(yīng)方程求解(2)可熟記一些公式，例如“一動(dòng)一靜”模型中，兩物體發(fā)生彈性正碰后的速度滿足：v1v0，v2v0.當(dāng)兩球質(zhì)量相等時(shí)，兩球碰撞后交換速度例3如圖5所示，光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA3m，mBmCm，開始時(shí)B、C均靜止，A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變求B與C碰撞前B的速度大小圖5變式題組5兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動(dòng)，mA1kg，mB2kg，vA6m/s，vB2 m/s.當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是()AvA

13、5m/s，vB2.5 m/sBvA2m/s，vB4 m/sCvA4m/s，vB7 m/sDvA7m/s，vB1.5 m/s1(多選)下面的說法正確的是()A物體運(yùn)動(dòng)的方向就是它的動(dòng)量的方向B如果物體的速度發(fā)生變化，則可以肯定它受到的合外力的沖量不為零C如果合外力對(duì)物體的沖量不為零，則合外力一定使物體的動(dòng)能增大D作用在物體上的合外力沖量不一定能改變物體速度的大小2(多選)雞蛋掉在草地上比掉在水泥地上不容易碎下列防護(hù)與規(guī)定中與其具有相同原理的是()A撐竿跳高比賽中，橫桿的下方放有較厚的海綿墊B易碎物品運(yùn)輸時(shí)要用柔軟材料包裝，船舷和碼頭懸掛舊輪胎C有關(guān)部分規(guī)定用手工操作的各類振動(dòng)機(jī)械的頻率必須大于2

14、0赫茲D在汽車上安裝安全氣囊3(2016·寧波模擬)如圖1所示，跳水運(yùn)動(dòng)員從某一峭壁上水平跳出，跳入湖水中，已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m60kg，初速度v010m/s.若經(jīng)過1s時(shí)，速度為v10m/s，則在此過程中，運(yùn)動(dòng)員動(dòng)量的變化量為(g10 m/s2，不計(jì)空氣阻力)()圖1A600kg·m/sB600kg·m/sC600(1) kg·m/sD600(1) kg·m/s4(2016·紹興市調(diào)研)關(guān)于反沖運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A拋出物m1的質(zhì)量要小于剩下的質(zhì)量m2才能獲得反沖B若拋出質(zhì)量m1大于剩下的質(zhì)量m2，則m2的反沖力大于m1所受的力

15、C反沖運(yùn)動(dòng)中，牛頓第三定律適用，但牛頓第二定律不適用D對(duì)拋出部分和剩余部分都適用于牛頓第二定律5(多選)在橄欖球比賽中，一個(gè)85kg的前鋒隊(duì)員以5m/s的速度跑動(dòng)，想穿越防守隊(duì)員到底線觸地得分就在他剛要到底線時(shí)，迎面撞上了對(duì)方兩名均為65 kg的隊(duì)員，一個(gè)速度為2 m/s，另一個(gè)速度為4m/s，然后他們就扭在了一起，則()A他們碰撞后的共同速度是0.2m/sB碰撞后他們動(dòng)量的方向仍向前C這名前鋒能得分D這名前鋒不能得分6(多選)如圖2所示，一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的壘球，以20m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?0 m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s下列說法正

16、確的是()圖2A球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為1200NB球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為400NC球棒對(duì)壘球做的功為120JD球棒對(duì)壘球做的功為40J7(多選)動(dòng)能相同的A、B兩球(mA>mB)在光滑的水平面上相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩球相碰后，其中一球停止運(yùn)動(dòng)，則可判定()A碰撞前A球的速度小于B球的速度B碰撞前A球的動(dòng)量大于B球的動(dòng)量C碰撞前后A球的動(dòng)量變化大于B球的動(dòng)量變化D碰撞后，A球的速度一定為零，B球朝反方向運(yùn)動(dòng)8(2016·臺(tái)州市調(diào)研)滑雪運(yùn)動(dòng)是人們酷愛的戶外體育活動(dòng)，現(xiàn)有質(zhì)量為m的人站立于雪橇上，如圖3所示人與雪撬的總質(zhì)量為M，人與雪橇以速度v1在水平面上由北向南運(yùn)動(dòng)(雪橇所受

17、阻力不計(jì))當(dāng)人相對(duì)于雪橇以速度v2豎直跳起時(shí)，雪橇向南的速度大小為()圖3A.B.C.Dv19一個(gè)質(zhì)量M2kg的裝沙小車沿光滑水平軌道運(yùn)動(dòng)，速度v3m/s，一個(gè)質(zhì)量m1kg的球從0.2m高處自由落下，恰落入小車的沙中，此后小車的速度v為()A3m/s B2 m/sC2.7m/sD010如圖4，兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，滑塊A的質(zhì)量為m，速度大小為2v0，方向向右，滑塊B的質(zhì)量為2m，速度大小為v0，方向向左，兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()圖4AA和B都向左運(yùn)動(dòng)BA和B都向右運(yùn)動(dòng)CA靜止，B向右運(yùn)動(dòng)DA向左運(yùn)動(dòng)，B向右運(yùn)動(dòng)11A、B兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行

18、，A質(zhì)量為5kg，速度大小為10m/s，B質(zhì)量為2 kg，速度大小為5 m/s，它們的總動(dòng)量大小為_kg·m/s；兩者碰撞后，A沿原方向運(yùn)動(dòng)，速度大小為4 m/s，則B的速度大小為_m/s.12如圖5所示，質(zhì)量為M的楔形物塊上有圓弧軌道，靜止在光滑水平面上質(zhì)量為m的小球以速度v0向物塊運(yùn)動(dòng)，求小球上升到最大高度時(shí)物塊的速度圖513(2016·溫州模擬)如圖6所示，質(zhì)量均為m的小車和木箱緊挨著靜止在光滑的水平冰面上，質(zhì)量為2m的小孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，木箱相對(duì)于冰面運(yùn)動(dòng)的速度大小為v0，木箱運(yùn)動(dòng)到右側(cè)墻壁時(shí)與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞，反彈后能被小孩接住，求小孩接住箱子后共同速度的大小圖6加試基礎(chǔ)：1.BD 2.D 3.B 4.B 5.A 例1.C 變式題組：1.C 2.D 例2. 答案(1)1.33m/s(2)2 m/s解析(1)兩車相距最近時(shí)，兩車的速度相同，設(shè)該速度為v，取乙車的速度方向?yàn)檎较蛴蓜?dòng)量守恒定律得m乙v乙m甲v甲(m甲m乙)v，所以兩車最近時(shí)，乙車的速度為vm/sm/s1.33 m/s.(2)甲車開始反向時(shí)，其速度為0，設(shè)此時(shí)乙車的速度為v乙，由動(dòng)量守恒定律得m乙