2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第六章碰撞與動量守恒第2講動量守恒定律及其應(yīng)用課件滬科版

1、第第2講動量守恒定律及其應(yīng)用講動量守恒定律及其應(yīng)用知識排查知識排查知識點(diǎn)一動量守恒定律知識點(diǎn)一動量守恒定律1.內(nèi)容內(nèi)容如果一個系統(tǒng)如果一個系統(tǒng)_，或者所受外力的，或者所受外力的_為零，這個系統(tǒng)的總動量保為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。持不變。2.表達(dá)式表達(dá)式(1)p _，系統(tǒng)相互作用前總動量，系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后的總動量等于相互作用后的總動量p。(2)m1v1m2v2 _，相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，作用前的動，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。量和等于作用后的動量和。(3)p1 _，相互作用的兩個物體動量的增量等大反向。，相互作用的兩個物體動量

2、的增量等大反向。不受外力不受外力矢量和矢量和pm1v1m2v2p23.動量守恒的條件動量守恒的條件(1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，則系統(tǒng)動量守恒。理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，則系統(tǒng)動量守恒。(2)近似守恒：系統(tǒng)受到的外力矢量和不為零，但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時，系統(tǒng)的動近似守恒：系統(tǒng)受到的外力矢量和不為零，但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時，系統(tǒng)的動量可近似看成守恒。量可近似看成守恒。(3)某一方向上守恒：系統(tǒng)在某個方向上所受外力矢量和為零時，系統(tǒng)在該方向上某一方向上守恒：系統(tǒng)在某個方向上所受外力矢量和為零時，系統(tǒng)在該方向上動量守恒。動量守恒。知識點(diǎn)二彈性碰撞和非彈性碰撞知識

3、點(diǎn)二彈性碰撞和非彈性碰撞1.碰撞碰撞物體間的相互作用持續(xù)時間物體間的相互作用持續(xù)時間_，而物體間相互作用力，而物體間相互作用力_的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。2.特點(diǎn)特點(diǎn)在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內(nèi)力在碰撞現(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。外力，可認(rèn)為相互碰撞的系統(tǒng)動量守恒。3.分類分類動量是否守恒動量是否守恒機(jī)械能是否守恒機(jī)械能是否守恒彈性碰撞彈性碰撞守恒守恒_非完全彈性碰撞非完全彈性碰撞守恒守恒有損失有損失完全非彈性碰撞完全非彈性碰撞守恒守恒損失損失_守恒守恒最多最多很短很短遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于很大很大知識點(diǎn)三反沖、爆炸知識點(diǎn)三反沖、爆炸1.反沖反沖(1)定義：當(dāng)物體的一部分以一定的速度

4、離開物體時，剩余部分將獲得一個反向沖定義：當(dāng)物體的一部分以一定的速度離開物體時，剩余部分將獲得一個反向沖量，這種現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動。量，這種現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動。(2)特點(diǎn)：系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用的內(nèi)力特點(diǎn)：系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用的內(nèi)力_系統(tǒng)受到的外力。實(shí)例：發(fā)射系統(tǒng)受到的外力。實(shí)例：發(fā)射炮彈、爆竹爆炸、發(fā)射火箭等。炮彈、爆竹爆炸、發(fā)射火箭等。(3)規(guī)律：遵從動量守恒定律。規(guī)律：遵從動量守恒定律。遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于2.爆炸爆炸(1)爆炸與碰撞類似，物體間的相互作用力很大，且爆炸與碰撞類似，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)所受的外力，所以系統(tǒng)動量系統(tǒng)動量_。(2)爆炸過程中位移很小，可忽

5、略不計(jì)，作用后從相互作用前的位置以新的動量開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。始運(yùn)動。遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于守恒守恒小題速練小題速練1.思考判斷思考判斷(1)系統(tǒng)的動量守恒時，機(jī)械能也一定守恒。系統(tǒng)的動量守恒時，機(jī)械能也一定守恒。()(2)只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，系統(tǒng)的動量就不可能守恒。只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，系統(tǒng)的動量就不可能守恒。()(3)動量守恒定律表達(dá)式動量守恒定律表達(dá)式m1v1m2v2m1v1m2v2一定是矢量式，應(yīng)用時一定要規(guī)一定是矢量式，應(yīng)用時一定要規(guī)定正方向，且其中的速度必須相對同一個參考系。定正方向，且其中的速度必須相對同一個參考系。()答案答案(

6、1)(2)(3)2.下列情形中，滿足動量守恒的是下列情形中，滿足動量守恒的是()a.鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊，打擊過程中，鐵錘和鐵塊的總動量鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊，打擊過程中，鐵錘和鐵塊的總動量b.子彈水平穿過放在光滑水平桌面上的木塊過程中，子彈和木塊的總動量子彈水平穿過放在光滑水平桌面上的木塊過程中，子彈和木塊的總動量c.子彈水平穿過墻壁的過程中，子彈和墻壁的總動量子彈水平穿過墻壁的過程中，子彈和墻壁的總動量d.棒擊壘球的過程中，棒和壘球的總動量棒擊壘球的過程中，棒和壘球的總動量解析解析鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊時，鐵砧對鐵塊的支持力大于系統(tǒng)重力，合外鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊時，鐵砧對鐵塊的

7、支持力大于系統(tǒng)重力，合外力不為零；子彈水平穿過墻壁時，地面對墻壁有水平作用力，合外力不為零；棒力不為零；子彈水平穿過墻壁時，地面對墻壁有水平作用力，合外力不為零；棒擊壘球時，手對棒有作用力，合外力不為零；只有子彈水平穿過放在光滑水平面擊壘球時，手對棒有作用力，合外力不為零；只有子彈水平穿過放在光滑水平面上的木塊時，系統(tǒng)所受合外力為零。所以選項(xiàng)上的木塊時，系統(tǒng)所受合外力為零。所以選項(xiàng)b正確。正確。答案答案b3.(2017全國卷全國卷，14)將質(zhì)量為將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點(diǎn)火升空，的模型火箭點(diǎn)火升空，50 g燃燒的燃?xì)庖源笕紵娜細(xì)庖源笮樾?00 m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴

8、出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動量大小為的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)()a.30 kgm/s b.5.7102 kgm/sc.6.0102 kgm/s d.6.3102 kgm/s解析解析設(shè)火箭的質(zhì)量為設(shè)火箭的質(zhì)量為m1，燃?xì)獾馁|(zhì)量為，燃?xì)獾馁|(zhì)量為m2。由題意可知，燃?xì)獾膭恿?。由題意可知，燃?xì)獾膭恿縫2m2v250103600 kgm/s30 kgm/s。根據(jù)動量守恒定律可得。根據(jù)動量守恒定律可得0m1v1m2v2，則火箭的動量大小為，則火箭的動量大小為p1m1v1m2v230 kgm/s

9、，所以選項(xiàng)，所以選項(xiàng)a正確，正確，b、c、d錯誤。錯誤。答案答案a動量守恒定律的理解及簡單應(yīng)用動量守恒定律的理解及簡單應(yīng)用1.動量守恒定律的幾種性質(zhì)動量守恒定律的幾種性質(zhì)相對性相對性公式中公式中v1、v2、v1、v2必須相對于同一個慣性系必須相對于同一個慣性系同時性同時性公式中公式中v1、v2是在相互作用前同一時刻的速度，是在相互作用前同一時刻的速度，v1、v2是相互作用后同一時刻是相互作用后同一時刻的速度的速度矢量性矢量性應(yīng)先選取正方向，凡是與選取的正方向一致的動量為正值，相反為負(fù)值應(yīng)先選取正方向，凡是與選取的正方向一致的動量為正值，相反為負(fù)值普適性普適性不僅適用低速宏觀系統(tǒng)，也適用于高速微

10、觀系統(tǒng)不僅適用低速宏觀系統(tǒng)，也適用于高速微觀系統(tǒng)2.應(yīng)用動量守恒定律解題的基本思路應(yīng)用動量守恒定律解題的基本思路1.人教版選修人教版選修35p17t6改編改編如圖如圖1所示，在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板，所示，在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板，a球在水平面上靜止放置，球在水平面上靜止放置，b球向左運(yùn)動與球向左運(yùn)動與a球發(fā)生正碰，球發(fā)生正碰，b球碰撞前、后的速率之球碰撞前、后的速率之比為比為31，a球垂直撞向擋板，碰后原速率返回。兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞，球垂直撞向擋板，碰后原速率返回。兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞，則則a、b兩球的質(zhì)量比為兩球的質(zhì)量比為()教材引領(lǐng)教材引領(lǐng)圖圖1a.12 b.2

11、1 c.14 d.41答案答案d2.(2019河南豫南十校聯(lián)考河南豫南十校聯(lián)考)光滑水平面上放有一表面光滑、傾角為光滑水平面上放有一表面光滑、傾角為的斜面的斜面a，斜面，斜面質(zhì)量為質(zhì)量為m、底邊長為、底邊長為l，如圖，如圖2所示。將一質(zhì)量為所示。將一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊b從斜面的從斜面的頂端由靜止釋放，滑塊頂端由靜止釋放，滑塊b經(jīng)過時間經(jīng)過時間t剛好滑到斜面底端。此過程中斜面對滑塊的支剛好滑到斜面底端。此過程中斜面對滑塊的支持力大小為持力大小為fn，則下列說法中正確的是，則下列說法中正確的是()拓展提升拓展提升圖圖2答案答案d3.(2019江蘇卷，江蘇卷，12)選修選修

12、35質(zhì)量為質(zhì)量為m的小孩站在質(zhì)量為的小孩站在質(zhì)量為m的滑板上，小孩和滑板的滑板上，小孩和滑板均處于靜止?fàn)顟B(tài)，忽略滑板與地面間的摩擦。小孩沿水平方向躍離滑板，離開滑均處于靜止?fàn)顟B(tài)，忽略滑板與地面間的摩擦。小孩沿水平方向躍離滑板，離開滑板時的速度大小為板時的速度大小為v，此時滑板的速度大小為，此時滑板的速度大小為_。真題闖關(guān)真題闖關(guān)答案答案b反沖和爆炸反沖和爆炸1.反沖運(yùn)動的兩個規(guī)律反沖運(yùn)動的兩個規(guī)律動量守恒動量守恒反沖運(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)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動遵循動量守恒定律機(jī)械能機(jī)械能增加增加反沖運(yùn)動中，由于有其他形式的

13、能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系反沖運(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)械能增加統(tǒng)的總機(jī)械能增加2.爆炸現(xiàn)象的兩個規(guī)律爆炸現(xiàn)象的兩個規(guī)律動量守恒動量守恒由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的，爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的，爆炸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動能增加在爆炸過程中，由于有其他形式的能量在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動能，轉(zhuǎn)化為動能，所以爆炸后系統(tǒng)的總動能增加所以爆炸后系統(tǒng)的總動能增加1.人教版選修人教版選修35p24t1一個連

14、同裝備共有一個連同裝備共有100 kg的航天員，脫離宇宙飛船后，的航天員，脫離宇宙飛船后，在離飛船在離飛船45 m的位置與飛船處于相對靜止的狀態(tài)。裝備中有一個高壓氣源，能的位置與飛船處于相對靜止的狀態(tài)。裝備中有一個高壓氣源，能以以50 m/s的速度噴出氣體。航天員為了能在的速度噴出氣體。航天員為了能在10 min時間內(nèi)返回飛船，他需要在開時間內(nèi)返回飛船，他需要在開始返回的瞬間一次性向后噴出多少氣體？始返回的瞬間一次性向后噴出多少氣體？教材引領(lǐng)教材引領(lǐng)答案答案0.15 kg2.一彈丸在飛行到距離地面一彈丸在飛行到距離地面5 m高時僅有水平速度高時僅有水平速度v2 m/s，爆炸成為甲、乙兩塊水，爆

15、炸成為甲、乙兩塊水平飛出，甲、乙的質(zhì)量之比為平飛出，甲、乙的質(zhì)量之比為31，不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度，不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度g10 m/s2，則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是()拓展提升拓展提升答案答案b3.(2018全國卷全國卷，24)一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動能的煙花彈獲得動能e后，從地面豎直升空。當(dāng)煙花后，從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升的速度為零時，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分，兩部分獲彈上升的速度為零時，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分，兩部分獲得的動能之和也為得的動能之和也為e，且均沿豎直方向運(yùn)動。爆炸時間

16、極短，重力加速度大小為，且均沿豎直方向運(yùn)動。爆炸時間極短，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量。求：不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量。求：真題闖關(guān)真題闖關(guān)(1)煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時間；煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時間；(2)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動的部分距地面的最大高度。爆炸后煙花彈向上運(yùn)動的部分距地面的最大高度。設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時間為設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時間為t，由運(yùn)動學(xué)公式有，由運(yùn)動學(xué)公式有0v0gt聯(lián)立聯(lián)立式得式得(2)設(shè)爆炸時煙花彈距地面的高度為設(shè)爆炸時煙花彈距地面的高度為h1，由機(jī)械能守恒定律有，由機(jī)械能守恒定

17、律有emgh1火藥爆炸后，煙花彈上、下兩部分均沿豎直方向運(yùn)動，設(shè)爆炸后瞬間其速度分別為火藥爆炸后，煙花彈上、下兩部分均沿豎直方向運(yùn)動，設(shè)爆炸后瞬間其速度分別為v1和和v2。由題給條件和動量守恒定律有。由題給條件和動量守恒定律有由由式知，煙花彈兩部分的速度方向相反，向上運(yùn)動部分做豎直上拋運(yùn)動。式知，煙花彈兩部分的速度方向相反，向上運(yùn)動部分做豎直上拋運(yùn)動。設(shè)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動部分繼續(xù)上升的高度為設(shè)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動部分繼續(xù)上升的高度為h2，由機(jī)械能守恒定律有，由機(jī)械能守恒定律有碰撞模型的規(guī)律及應(yīng)用碰撞模型的規(guī)律及應(yīng)用1.碰撞遵循的三條原則碰撞遵循的三條原則2.彈性碰撞的結(jié)論彈性碰撞的結(jié)論1.人

18、教版選修人教版選修35p21t2質(zhì)量為質(zhì)量為m、速度為、速度為v的的a球跟質(zhì)量為球跟質(zhì)量為3m的靜止的靜止b球發(fā)生正碰。球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此，碰撞后碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此，碰撞后b球的速度允許有不同的球的速度允許有不同的值。請你論證：碰撞后值。請你論證：碰撞后b球的速度可能是以下值嗎？球的速度可能是以下值嗎？(1)0.6v(2)0.4v(3)0.2v教材引領(lǐng)教材引領(lǐng)解析解析若是彈性碰撞，由動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律可得若是彈性碰撞，由動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律可得mvmv13mv2答案見解析答案見解析2.(多選多選)如圖如圖3所示，質(zhì)量為所

19、示，質(zhì)量為m的滑塊靜止在光滑的水平面上，滑塊的光滑弧面底部的滑塊靜止在光滑的水平面上，滑塊的光滑弧面底部與水平面相切，一質(zhì)量為與水平面相切，一質(zhì)量為m的小球以速度的小球以速度v0向滑塊滾來，設(shè)小球不能越過滑塊，向滑塊滾來，設(shè)小球不能越過滑塊，則則()拓展提升拓展提升圖圖3答案答案bc3.(多選多選)(2019山東棗莊市模擬山東棗莊市模擬)a、b兩物體在光滑水平面上沿同一直線運(yùn)動，圖兩物體在光滑水平面上沿同一直線運(yùn)動，圖4表表示發(fā)生碰撞前后的示發(fā)生碰撞前后的vt圖線，由圖線可以判斷正確的是圖線，由圖線可以判斷正確的是()圖圖4a.a、b的質(zhì)量比為的質(zhì)量比為32b.a、b作用前后總動量守恒作用前后

20、總動量守恒c.a、b作用前后總動量不守恒作用前后總動量不守恒d.a、b作用前后總動能不變作用前后總動能不變答案答案abd4.2016全國卷全國卷35(2)如圖如圖5，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時刻小孩將冰塊以右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時刻小孩將冰塊以相對冰面相對冰面3 m/s 的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為的最大高度為h0.3 m(h小于斜面體的高度小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m130 kg，冰塊的質(zhì)