物理課件：動(dòng)量及其守恒定律 階段復(fù)習(xí)課

階段復(fù)習(xí)課第1章核心整合·思維導(dǎo)圖必備考點(diǎn)·素養(yǎng)評(píng)價(jià)素養(yǎng)一物理觀念考點(diǎn)動(dòng)量守恒條件的擴(kuò)展應(yīng)用1.動(dòng)量守恒定律成立的條件:(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零。(2)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力。(3)系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受外力的合力為0。2.動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象是系統(tǒng)。研究多個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí),必須合理選擇系統(tǒng),分清系統(tǒng)的內(nèi)力與外力,然后判斷所選系統(tǒng)是否符合動(dòng)量守恒的條件?！舅仞B(yǎng)評(píng)價(jià)】1.一彈丸在飛行到距離地面5m高時(shí)僅有水平速度v=2m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出,甲、乙的質(zhì)量比為3∶1。不計(jì)質(zhì)量損失,取重力加速度g=10m/s2。則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是 (

)【解析】選B。彈丸爆炸瞬間爆炸力遠(yuǎn)大于外力,故爆炸瞬間動(dòng)量守恒。因兩彈片均水平飛出,飛行時(shí)間t==1s,取向右為正方向,由水平速度v=知,選項(xiàng)A中,v甲=2.5m/s,v乙=-0.5m/s;選項(xiàng)B中,v甲=2.5m/s,v乙=0.5m/s;選項(xiàng)C中,v甲=1m/s,v乙=2m/s;選項(xiàng)D中,v甲=-1m/s,v乙=2m/s。因爆炸瞬間動(dòng)量守恒,故mv=m甲v甲+m乙v乙,其中m甲=m,m乙=m,v=2m/s,代入數(shù)值計(jì)算知選項(xiàng)B正確。2.如圖所示,一輛砂車的總質(zhì)量為M,靜止于光滑的水平面上。一個(gè)質(zhì)量為m的物體A以速度v落入砂車中,v與水平方向成θ角,求物體落入砂車后車的速度v′?！窘馕觥课矬w和車作用時(shí)總動(dòng)量不守恒,而水平面光滑,系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒,即mvcosθ=(M+m)v′,得v′=方向與v的水平分量方向相同。答案:

方向與v的水平分量方向相同【補(bǔ)償訓(xùn)練】

(多選)如圖所示,小車放在光滑的水平面上,將系著繩的小球拉開一定的角度,然后同時(shí)放開小球和小車,那么在以后的過程中 (

)A.小球向左擺動(dòng)時(shí),小車也向左運(yùn)動(dòng),且系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.小球向左擺動(dòng)時(shí),小車向右運(yùn)動(dòng),且系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒C.小球向左擺到最高點(diǎn),小球的速度為零而小車的速度不為零D.在任意時(shí)刻,小球和小車在水平方向上的動(dòng)量一定大小相等、方向相反【解析】選B、D。以小球和小車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,在水平方向上不受外力的作用,所以系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒。由于初始狀態(tài)小車與小球均靜止,所以小球與小車在水平方向上的動(dòng)量要么都為零,要么大小相等、方向相反,所以A、C錯(cuò),B、D對(duì)。素養(yǎng)二科學(xué)思維考點(diǎn)1多物體、多過程動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用求解這類問題時(shí)應(yīng)注意:(1)正確分析作用過程中各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況。(2)分清作用過程中的不同階段,并按作用關(guān)系將系統(tǒng)內(nèi)的物體分成幾個(gè)小系統(tǒng)。(3)對(duì)不同階段、不同的小系統(tǒng)準(zhǔn)確選取初、末狀態(tài),分別列動(dòng)量守恒方程?！舅仞B(yǎng)評(píng)價(jià)】1.如圖所示,A、B兩個(gè)木塊質(zhì)量分別為2kg與0.9kg,A、B與水平地面間接觸光滑,上表面粗糙,質(zhì)量為0.1kg的鐵塊以10m/s的速度從A的左端向右滑動(dòng),最后鐵塊與B的共同速度大小為0.5m/s,求:(1)A的最終速度大小;(2)鐵塊剛滑上B時(shí)的速度大小?！窘馕觥?1)選鐵塊和木塊A、B為一系統(tǒng),取水平向右為正方向,由系統(tǒng)總動(dòng)量守恒得:mv=(MB+m)vB+MAvA可求得:vA=0.25m/s(2)設(shè)鐵塊剛滑上B時(shí)的速度為u,此時(shí)A、B的速度均為vA=0.25m/s。由系統(tǒng)動(dòng)量守恒得:mv=mu+(MA+MB)vA可求得u=2.75m/s答案:(1)0.25m/s

(2)2.75m/s2.如圖所示,光滑水平面上有三個(gè)木塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA=mC=2m、mB=m。A、B用細(xì)繩連接,中間有一壓縮的彈簧(彈簧與木塊不拴接)。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,最終三木塊速度恰好相同,求B與C碰撞前B的速度。【解析】細(xì)繩斷開后,在彈簧彈力的作用下,A做減速運(yùn)動(dòng),B做加速運(yùn)動(dòng),最終三者以共同速度向右運(yùn)動(dòng),設(shè)共同速度為v,A和B分開后,B的速度為vB,對(duì)三個(gè)木塊組成的系統(tǒng),整個(gè)過程總動(dòng)量守恒,取v0的方向?yàn)檎较?則有(mA+mB)v0=(mA+mB+mC)v,對(duì)A、B兩個(gè)木塊,分開過程滿足動(dòng)量守恒,則有(mA+mB)v0=mAv+mBvB,聯(lián)立以上兩式可得:B與C碰撞前B的速度為vB=v0。答案:v0考點(diǎn)2動(dòng)量守恒定律應(yīng)用中的臨界問題分析分析臨界問題的關(guān)鍵是尋找臨界狀態(tài),在動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用中,常常出現(xiàn)相互作用的兩物體相距最近、避免相碰和物體開始反向等臨界狀態(tài),其臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對(duì)速度關(guān)系與相對(duì)位移關(guān)系,這些特定關(guān)系的判斷是求解這類問題的關(guān)鍵?！舅仞B(yǎng)評(píng)價(jià)】1.如圖所示,甲、乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲。甲和他的冰車總質(zhì)量共為M=30kg,乙和他的冰車總質(zhì)量也是30kg。游戲時(shí),甲推著一個(gè)質(zhì)量為m=15kg的箱子和他一起以v0=2m/s的速度滑行,乙以同樣大小的速度迎面滑來。為了避免相撞,甲突然將箱子沿冰面推給乙,箱子滑到乙處,乙迅速抓住。不計(jì)冰面摩擦。(1)若甲將箱子以速度v推出,甲的速度變?yōu)槎嗌?(用字母表示)。(2)設(shè)乙抓住迎面滑來的速度為v的箱子后反向運(yùn)動(dòng),乙抓住箱子后的速度變?yōu)槎嗌?(用字母表示)(3)若甲、乙最后不相撞,則箱子被推出的速度至少多大?【解析】(1)甲將箱子推出的過程,甲和箱子組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以v0的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得:(M+m)v0=mv+Mv1

①解得v1= ②(2)箱子和乙作用的過程動(dòng)量守恒,以箱子的速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得:mv-Mv0=(m+M)v2

③解得v2= ④(3)甲、乙不相撞的條件是v1≤v2

⑤其中v1=v2為甲、乙恰好不相撞的條件。聯(lián)立②④⑤三式,并代入數(shù)據(jù)得v≥5.2m/s。答案:(1)

(2)

(3)5.2m/s2.兩磁鐵分別放在兩輛小車上,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3m/s,方向與甲相反,兩車運(yùn)動(dòng)過程中始終未相碰。則:(1)兩車最近時(shí),乙的速度為多大?(2)甲車開始反向時(shí),乙的速度為多大?【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,取剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)乙車的速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得m乙v乙-m甲