高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題二十一 動量守恒定律（加試）課件

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1、專題二十一動量守恒定律(加試) 考點基礎(chǔ)自清考點互動探究內(nèi)容索引 考點基礎(chǔ)自清 答案 一、動量和動量定理1.動量(1)定義：運動物體的質(zhì)量和 的乘積叫做物體的動量，通常用p來表示.(2)表達(dá)式：p .(3)單位： .(4)標(biāo)矢性：動量是矢量，其方向和 方向相同.速度mvkgm /s速度 2.沖量(1)定義：力F與力的作用時間t的 .(2)定義式：I .(3)單位： .(4)方向：恒力作用時，與力的方向 .(5)物理意義：是一個過程量，表示力在 上積累的作用效果. 答案 乘積FtNs相同時間 3.動量定理(1)內(nèi)容：物體在一個過程始末的 等于它在這個過程中所受力的 . 答案 (2)表達(dá)式：FtI

2、p動量變化量沖量pp 二、動量守恒定律1.內(nèi)容如果一個系統(tǒng) ，或者所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這就是動量守恒定律.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)每個物體所受的合力都為零，更不能認(rèn)為系統(tǒng)處于 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 它所受到的外力. 答案 不受外力平衡遠(yuǎn)大于 (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) 動量守恒.3.動量守恒定律的不同表達(dá)形式(1)m1v1m2v2 ，相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，作用前的動量和等于作用后的動量和.(2)p1 ，相互作用的兩個物體動量的增量等大反向.(3)p ，系統(tǒng)總動量

3、的增量為零. 答案 在該方向上m1v1m2v2p20 三、碰撞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(rèn)為相互碰撞的系統(tǒng)動量守恒. 答案 很大遠(yuǎn)大于 3.分類 答案 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_守恒最大 四、反沖運動火箭1.反沖現(xiàn)象(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向 運動.(2)反沖運動中，相互作用力一般較大，通?？梢杂?定律來處理.(3)反沖運動中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的_ 增加. 答案 相反方向動量守恒機(jī)械能 2.火箭(1)工作原理：利用反

4、沖運動.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，使火箭獲得巨大的.(2)設(shè)火箭在t時間內(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 . 答案 反作用力 解析 加試基礎(chǔ)練1.(多選)關(guān)于物體的動量，下列說法中正確的是()A.物體的動量越大，其慣性也越大B.同一物體的動量越大，其速度一定越大C.物體的加速度不變，其動量一定不變D.運動物體在任一時刻的動量方向一定是該時刻的速度方向 解析物體的動量越大，即質(zhì)量與速度的乘積越大，不一定慣性(質(zhì)量)越大，A錯；同一物體，質(zhì)量一定，動量越大，速度一定越大，B對；物體的加速度不變，速度一定變化，其

5、動量一定變化，C錯；動量是矢量，動量的方向與速度的方向相同，D對. 2.假設(shè)一個人靜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 D.脫下外衣水平拋出解析踢腿、甩手臂對整個身體系統(tǒng)來講是內(nèi)力，內(nèi)力不改變系統(tǒng)整體的運動狀態(tài). 解析 A.1.6 kgm /s B.2.4 kgm/s C.4.0 kgm /s D.5.6 kgm/s3.如圖1所示，一足球運動員踢一個質(zhì)量為0.4 kg的足球.若開始時足球的速度是4 m /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量的變化量大小()解析圖1解析取

6、向右為正方向，初動量為p1mv10.44 kgm /s1.6 kgm/s，末動量為p2mv20.410 kgm /s4.0 kgm/s，則動量的變化量大小為pp2p12.4 kgm /s. 4.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運動并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運動，mA2mB.當(dāng)彈簧壓縮到最短時，A物體的速度為()圖2 解析解析彈簧壓縮至最短時，A、B有共同速度，由動量守恒定律知mBv(mAmB)v共，而mA2mB，得v共 ，B正確. 5.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動，發(fā)生了碰撞.已知碰撞后

7、，甲滑塊靜止不動，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 解析返回解析由動量守恒3mvmv0mv所以v2v 考點互動探究 1.動量定理的理解(1)矢量式.(2)F既可以是恒力也可以是變力.(3)沖量是動量變化的原因. 考點一 動量定理的理解與應(yīng)用 2.用動量定理解釋現(xiàn)象(1)p一定時，F(xiàn)的作用時間越短，力就越大；時間越長，力就越小.(2)F一定，此時力的作用時間越長，p就越大；力的作用時間越短，p就越小.分析問題時，要把哪個量一定，哪個量變化搞清楚. 例1質(zhì)量是60 kg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

8、沖時間是1.2 s，安全帶長5 m，取g10 m /s2，則安全帶所受的平均沖力的大小為()A.500 N B.600 N C.1 100 N D.100 N受安全帶的保護(hù)經(jīng)1.2 s速度減小為0，對此過程應(yīng)用動量定理，以向上為正方向，有(Fmg)t0(mv)，則F mg1 100 N，C正確. 解析 技巧點撥動量定理的兩個重要應(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量的變化量p，等效代換變力的沖量I.2.應(yīng)用pFt求動量的變化例如，在曲線運動中，速度方向時刻在變化，求動量變化(pp 2p1)需要應(yīng)用矢量運算方法

9、，計算比較復(fù)雜，如果作用力是恒力，可以求恒力的沖量，等效代換動量的變化. 解析 變式題組1.物體受到的沖量越大，則()A.它的動量一定越大 B.它的動量變化一定越快C.它的動量的變化量一定越大 D.它所受到的作用力一定越大解析由動量定理可知，物體所受的力的沖量總是等于物體動量的變化量，與物體的動量無關(guān)，A、B錯誤，C正確；物體所受的力的沖量由作用力與作用時間共同決定，D錯誤. 2.(2016金華市聯(lián)考)跳遠(yuǎn)時，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，這是由于()A.人跳在沙坑里的動量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑里的動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

10、沖力比跳在水泥地上小 解析 解析人跳遠(yuǎn)從一定高度落下，落地前的速度一定，則初動量相同；落地后靜止，末動量一定，所以人下落過程的動量變化量p一定，因落在沙坑里作用時間長，落在水泥地上作用時間短，根據(jù)動量定理Ftp知，t長F小，故D對. 動量守恒的“四性”(1)矢量性：表達(dá)式中初、末動量都是矢量，需要首先選取正方向，分清各物體初、末動量的正、負(fù).(2)瞬時性：動量是狀態(tài)量，動量守恒指對應(yīng)每一時刻的總動量都和初始時刻的總動量相等.(3)同一性：速度的大小跟參考系的選取有關(guān)，應(yīng)用動量守恒定律，各物體的速度必須是相對于同一參考系的速度，一般選地面為參考系.(4)普適性：它不僅適用于兩個物體所組成的系統(tǒng)，

11、也適用于多個物體組成的系統(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). 考點二 動量守恒定律的應(yīng)用 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動.已知甲車和磁鐵的總質(zhì)量為0.5 kg，乙車和磁鐵的總質(zhì)量為1 kg.兩磁鐵的N極相對，推動一下，使兩車相向運動.某時刻甲的速率為2 m /s，乙的速率為3 m/s，方向與甲相反.兩車運動過程中始終未相碰.求：(1)兩車最近時，乙的速度大?。唤馕鰞绍囅嗑嘧罱鼤r，兩車的速度相同，設(shè)該速度為v，取乙車的速度方向為正方向.由動量守恒定律得m 乙v乙m甲v甲(m甲m乙)v，所以兩車最近時，乙車的速度為解析答案答案1.33

12、m /s (2)甲車開始反向運動時，乙車的速度大小.解析甲車開始反向時，其速度為0，設(shè)此時乙車的速度為v乙，由動量守恒定律得m乙v乙m甲v甲m乙v乙，答案2 m/s 解析答案 規(guī)律總結(jié)動量守恒定律解題的基本步驟1.明確研究對象，確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個物體及研究的過程)；2.進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動量是否守恒(或某一方向上動量是否守恒)；3.規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動量；4.由動量守恒定律列出方程；5.代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果，必要時討論說明. 解析 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動；設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150 kg，碰撞前

13、向右運動，速度的大小為4.5 m /s，乙同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為200 kg，碰撞前向左運動，速度的大小為4.25 m/s，則碰撞后兩車共同的運動速度為(取向右為正方向)()圖3A.1 m /s B.0.5 m/sC.1 m /s D.0.5 m/s 解析兩車碰撞過程動量守恒m1v1m2v2(m1m2)v 4.(2016蘭溪市聯(lián)考)如圖4所示，光滑水平直軌道上有三個滑塊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A、B以共同速度v0運動，C靜止.某時刻細(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

14、同.求B與C碰撞前B的速度.圖4 解析答案 解析設(shè)共同速度為v，滑塊A和B分開后B的速度為vB，由動量守恒定律有(mAmB)v0mAvmBvBmBvB(mBmC)v 1.碰撞現(xiàn)象滿足的三個規(guī)律：(1)動量守恒：即p1p2p1p2 .(3)速度要合理若碰前兩物體同向運動，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動，則應(yīng)有v前 v后 .碰前兩物體相向運動，碰后兩物體的運動方向不可能都不改變. 考點三 碰撞模型的規(guī)律及應(yīng)用 2.碰撞問題解題策略(1)抓住碰撞的特點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“一動一靜”模型中，兩物體發(fā)生彈性正碰后的速度滿足：當(dāng)

15、兩球質(zhì)量相等時，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木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA3m，mBmCm，開始時B、C均靜止，A以初速度v0向右運動，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 解析答案 解析設(shè)A與B碰撞后，A的速度為vA，B與C碰撞前B的速度為vB，B與C碰撞后粘在一起的速度為v，由動量守恒定律得對A、B木塊：mAv0mAvAmBvB 對B、C木塊：mBvB(mBmC)v 由A與B間的距離保持不變可知vAv 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得 變式題組5.兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，mA1 kg，mB2 kg，vA6 m /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()A.vA5 m /s，vB2.5 m/sB.vA2 m /s，vB4 m/sC.vA4 m /s，vB7 m/sD.v A7 m /s，vB1.5 m/s解析返回 解析雖然題中四個選項均滿足動量守恒定律，但A、D兩項中，碰后A的速度vA大于B的速度vB，必然要發(fā)生第二次碰撞，不符合實際；而B項既符合實際情況，也不違背能量守恒定律，故B項正確. 返回