高考一輪復(fù)習(xí)通用版6-2動量守恒定律課件

第2講動量守恒定律必備知識·自主排查一、動量守恒定律及守恒條件1．動量守恒定律(1)內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)________，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動量保持不變．(2)動量守恒定律的表達(dá)式：m1v1＋m2v2＝______________或Δp1＝－Δp2.2．系統(tǒng)動量守恒的條件(1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受________的合力為零，則系統(tǒng)動量守恒．(2)近似守恒：系統(tǒng)受到的合外力不為零，但當(dāng)內(nèi)力________合外力時(shí)，系統(tǒng)的動量可近似看成守恒．(3)分方向守恒：系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受________為零或該方向F內(nèi)?F外時(shí)，系統(tǒng)在該方向上動量守恒．不受外力m1v′1＋m2v′2外力遠(yuǎn)大于合外力二、彈性碰撞和非彈性碰撞1．碰撞(1)概念：碰撞是指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)動量守恒．(3)分類種類動量是否守恒機(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________很短很大遠(yuǎn)大于守恒最大2.反沖運(yùn)動(1)定義：靜止或運(yùn)動的物體通過分離出部分物質(zhì)，而使自身在反方向獲得加速的現(xiàn)象．(2)特點(diǎn)：在反沖運(yùn)動中，如果沒有外力作用或外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力，系統(tǒng)的________是守恒的．(3)爆炸現(xiàn)象：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量開始運(yùn)動．,動量遠(yuǎn)大于守恒生活情境在花樣滑冰雙人滑比賽中，男女選手的質(zhì)量分別為m1＝60kg和m2＝40kg，男選手的速度為1m/s，方向向西，女選手的速度為4m/s,方向向東，滑行中兩位選手相遇并攜手共同滑行，冰面摩擦忽略不計(jì)．請完成以下判斷題：(1)兩位選手在攜手過程中，所受合外力為零．(

)(2)兩位選手組成的系統(tǒng)動量守恒．(

)(3)兩位選手一起滑行的速度大小為1m/s，方向向東．(

)(4)兩位選手在攜手過程中機(jī)械能守恒．(

)(5)兩位選手在攜手過程中機(jī)械能損失300J．(

)(6)兩位選手的攜手過程屬于完全非彈性碰撞．(

)√√√×√√關(guān)鍵能力·分層突破考點(diǎn)一動量守恒定律的理解與應(yīng)用角度1動量守恒的判斷判斷系統(tǒng)動量守恒時(shí)的兩點(diǎn)(1)對于同一個(gè)系統(tǒng)，在不同物理過程中動量守恒情況有可能不同．(2)同一物理過程中，選不同的系統(tǒng)為研究對象，動量守恒情況也往往不同，因此解題時(shí)應(yīng)明確選取的系統(tǒng)和研究過程．例1.[2021·全國乙卷，14]如圖，光滑水平地面上有一小車，一輕彈簧的一端與車廂的擋板相連，另一端與滑塊相連，滑塊與車廂的水平底板間有摩擦．用力向右推動車廂使彈簧壓縮，撤去推力時(shí)滑塊在車廂底板上有相對滑動．在地面參考系(可視為慣性系)中，從撤去推力開始，小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)(

)

A．動量守恒，機(jī)械能守恒B．動量守恒，機(jī)械能不守恒C．動量不守恒，機(jī)械能守恒D．動量不守恒，機(jī)械能不守恒解析：撤去推力后，小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)所受合外力為零，滿足系統(tǒng)動量守恒的條件，故系統(tǒng)動量守恒；由于撤去推力時(shí)滑塊在車廂底板上有相對滑動，存在摩擦力做功的情況，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，所以選項(xiàng)B正確．答案：B命題分析試題情境屬于基礎(chǔ)性題目，以滑塊與車廂間的運(yùn)動為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索問題情境必備知識考查動量守恒和機(jī)械能守恒的條件關(guān)鍵能力考查理解能力．要求學(xué)生理解動量守恒和機(jī)械能守恒的條件學(xué)科素養(yǎng)考查能量觀念、科學(xué)思維．要求考生利用能量觀念通過科學(xué)推理得出滑塊與車廂機(jī)械能是否守恒角度2動量守恒定律的應(yīng)用1.動量守恒定律常用的三種表達(dá)形式(1)m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，作用前的動量矢量和等于作用后的動量矢量和．(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的兩個(gè)物體動量的增量等大反向．(3)Δp＝0，系統(tǒng)總動量的增量為零2．應(yīng)用動量守恒定律的三點(diǎn)提醒(1)動量守恒定律是矢量方程，解題時(shí)應(yīng)選取統(tǒng)一的正方向．(2)各物體的速度必須相對于同一參考系，一般選地面為參考系．(3)列動量守恒定律方程時(shí)應(yīng)注意所選取的研究系統(tǒng)及研究過程．例2.[2021·廣東卷，13]算盤是我國古老的計(jì)算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導(dǎo)桿上滑動，使用前算珠需要?dú)w零．如圖所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔s1＝3.5×10－2m，乙與邊框a相隔s2＝2.0×10－2m，算珠與導(dǎo)桿間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1.現(xiàn)用手指將甲以0.4m/s的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為0.1m/s，方向不變，碰撞時(shí)間極短且不計(jì)，重力加速度g取10m/s2.(1)通過計(jì)算，判斷乙算珠能否滑動到邊框a；(2)求甲算珠從撥出到停下所需的時(shí)間．

答案：(1)能，計(jì)算過程見解析(2)0.2s

命題分析試題情境屬于基礎(chǔ)性題目，以被撥動的算珠的運(yùn)動為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐問題情境必備知識考查牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式、動量守恒定律等知識關(guān)鍵能力考查理解能力、模型建構(gòu)能力、推理能力．分析算珠的運(yùn)動，建構(gòu)碰撞模型學(xué)科素養(yǎng)考查運(yùn)動與相互作用觀念、科學(xué)思維．綜合運(yùn)用力與運(yùn)動的觀念、動量守恒定律解決實(shí)際問題跟進(jìn)訓(xùn)練1.如圖所示是一個(gè)物理演示實(shí)驗(yàn)，圖中自由下落的物體A和B被反彈后，B能上升到比初位置高的地方．A是某種材料做成的有凹坑的實(shí)心球．質(zhì)量為m1＝0.28kg，在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量為m2＝0.1kg的木棍B，B只是松松地插在凹坑中，其下端與坑底之間有小空隙，將此裝置從A下端離地板的高度H＝1.25m處由靜止釋放，實(shí)驗(yàn)中，A觸地后在極短時(shí)間內(nèi)反彈，且其速度大小不變，接著木棍B脫離球A開始上升，而球A恰好停留在地板上，則反彈后木棍B上升的高度為(重力加速度g取10m/s2)(

)A．4.05mB．1.25mC．5.30mD．12.5m答案：A

2．如圖所示，在光滑水平地面上有一固定的擋板，擋板上固定一個(gè)輕彈簧．小車AB的質(zhì)量M＝3kg，長L＝4m(其中O為小車的中點(diǎn)，AO部分粗糙，BO部分光滑)，一質(zhì)量為m＝1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，放在小車的最左端，車和小物塊一起以v0＝4m/s的速度在水平面上向右勻速運(yùn)動，車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱?，但未與擋板粘連．已知車OB部分的長度大于彈簧的自然長度，小物塊與彈簧作用過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小物塊與小車AO部分之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3，重力加速度取10m/s2.求：(1)小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能；(2)小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧對小物塊的沖量；(3)小物塊最終停在小車上的位置距A端的距離．答案：(1)2J

(2)4kg·m/s，方向水平向左(3)1.5m

考點(diǎn)二碰撞問題分析

角度1彈性碰撞彈性碰撞例3.如圖所示，ABD為豎直平面內(nèi)的軌道，其中AB段水平粗糙，BD段為半徑R＝0.08m的半圓光滑軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)，小球甲以v0＝5m/s的初速度從C點(diǎn)出發(fā)，沿水平軌道向右運(yùn)動，與靜止在B點(diǎn)的小球乙發(fā)生彈性正碰，碰后小球乙恰好能到達(dá)半圓軌道最高點(diǎn)D，已知小球甲與AB段的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，CB的距離s＝2m，g取10m/s2，甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn)，求：(1)碰撞前瞬間，小球甲的速度v甲；(2)小球甲和小球乙的質(zhì)量之比．

教你解決問題——審題提取信息角度2完全非彈性碰撞完全非彈性碰撞例4.如圖所示，豎直固定在地面的透氣圓筒中有一勁度系數(shù)k＝50N/m的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端固定，上端連接一質(zhì)量m＝2kg的薄板．圓筒內(nèi)壁涂有一層ER流體，它對薄板的阻力可調(diào)．起初薄板靜止，ER流體對其阻力為0，彈簧的長度l＝1m．現(xiàn)有一質(zhì)量M＝2kg的物體從距地面h＝2m處自由落下，與薄板碰撞后粘在一起向下做勻減速運(yùn)動，當(dāng)薄板下移距離s＝0.5m時(shí)速度減為0，忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，試求：(1)下落物體與薄板碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)薄板下移距離s0＝0.1m時(shí)ER流體對其阻力的大?。鸢福?1)10J

(2)35N

角度3碰撞的可能性碰撞的基本規(guī)律例5.A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s.當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后，A、B兩球速度的值可能是(

)

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

跟進(jìn)訓(xùn)練3.水平地面上有甲、乙兩個(gè)小滑塊在同一直線上運(yùn)動，兩小滑塊碰撞前后的速度—時(shí)間圖象如圖所示，小滑塊甲的碰前速度為正向，小滑塊乙的碰前速度為負(fù)向(其中一個(gè)小滑塊碰后速度變?yōu)?)．下列說法正確的是(

)A．碰后乙的速度變?yōu)榱鉈．t＝2.5s時(shí)，兩小滑塊之間的距離為7.5mC．兩小滑塊之間的碰撞為非彈性碰撞D．碰撞前，兩個(gè)小滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒答案：D

考點(diǎn)三“反沖”和“爆炸”模型

角度1“反沖”模型作用原理反沖運(yùn)動是系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力和反作用力產(chǎn)生的效果動量守恒反沖運(yùn)動中系統(tǒng)不受外力或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以反沖運(yùn)動遵循動量守恒定律機(jī)械能增加反沖運(yùn)動中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的總機(jī)械能增加

答案：D

例7.如圖所示，質(zhì)量m＝60kg的人，站在質(zhì)量M＝300kg的車的一端，車長L＝3m，相對于地面靜止．當(dāng)車與地面間的摩擦可以忽略不計(jì)時(shí)，人由車的一端走到另一端的過程中，車將(

)

A．后退0.5m

B．后退0.6mC．后退0.75mD．一直勻速后退

解析：人車組成的系統(tǒng)動量守恒，則mv1＝Mv2，所以mx1＝Mx2，又有x1＋x2＝L，解得x2＝0.5m，即車將后退0.5m，A正確．答案：A角度3“爆炸”模型爆炸現(xiàn)象的三個(gè)規(guī)律動量守恒由于爆炸是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，爆炸時(shí)物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的總動量守恒動能增加在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動能，所以爆炸后系統(tǒng)的總動能增加位置不變爆炸的時(shí)間極短，因而作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計(jì)，可以認(rèn)為爆炸后仍然從爆炸前的位置以新的動量開始運(yùn)動例8.[2021·浙江1月，12]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2∶1、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1∶2B．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340m答案：