高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：第十三章 第1講 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用

第1講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用1.動(dòng)量(1)定義：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和

的乘積叫做物體的動(dòng)量，通常用p來(lái)表示．(2)表達(dá)式：p＝

.(3)單位：

.(4)標(biāo)矢性：動(dòng)量是矢量，其方向和

方向相同．2．動(dòng)量守恒定律(1)內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)

，或者

，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．速度mvkg·m/s速度不受外力所受外力的矢量和為0(2)表達(dá)式①p＝

，系統(tǒng)相互作用前總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p′.②m1v1＋m2v2＝

，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．③Δp1＝

，相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向．④Δp＝

，系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零．3．動(dòng)量守恒定律的適用條件(1)不受外力或所受外力的合力為零，不是系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合外力都為零，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．(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(dòng)量守恒．p′－Δp20平衡遠(yuǎn)大于在這一方向上m1v′1＋m2v′2

【針對(duì)訓(xùn)練】1.(2012·寶雞模擬)如圖13－1－1所示，一輛小車(chē)靜止在光滑水平面上，A、B兩人分別站在車(chē)的兩端．當(dāng)兩人同時(shí)相向運(yùn)動(dòng)時(shí)(

)A．若小車(chē)不動(dòng)，兩人速率一定相等B．若小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)，A的動(dòng)量一定比B的小C．若小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)，A的動(dòng)量一定比B的大D．若小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，A的動(dòng)量一定比B的大【解析】

根據(jù)動(dòng)量守恒可知，若小車(chē)不動(dòng)，兩人的動(dòng)量大小一定相等，因不知兩人的質(zhì)量，故選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的．若小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)，A的動(dòng)量一定比B的大，故選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的、選項(xiàng)C是正確的．若小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，A的動(dòng)量一定比B的小，故選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的．【答案】

C1.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(dòng)量守恒．(3)分類(lèi)

動(dòng)量是否守恒機(jī)械能是否守恒彈性碰撞守恒非完全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.反沖現(xiàn)象在某些情況下，原來(lái)系統(tǒng)內(nèi)物體具有相同的速度，發(fā)生相互作用后各部分的末速度不再相同而分開(kāi)．這類(lèi)問(wèn)題相互作用的過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)能

，且常伴有其他形式能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化．3．爆炸問(wèn)題爆炸與碰撞類(lèi)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(dòng)量

，爆炸過(guò)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(dòng)量開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．增大遠(yuǎn)大于守恒【針對(duì)訓(xùn)練】2．(2011·福建高考)在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、速度大小為v的A球與質(zhì)量為2m靜止的B球碰撞后，A球的速度方向與碰撞前相反．則碰撞后B球的速度大小可能是(

)A．0.6v

B．0.4vC．0.3vD．0.2v【答案】

A1.動(dòng)量守恒的適用對(duì)象和條件(1)研究對(duì)象：相互作用的物體組成的系統(tǒng)．(2)守恒條件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(dòng)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(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量可近似看成守恒．③分方向守恒：系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受外力矢量和為零時(shí)，系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒．2．動(dòng)量守恒定律的“五性”(1)矢量性：速度、動(dòng)量均是矢量，因此列式時(shí)，要規(guī)定正方向．(2)相對(duì)性：動(dòng)量守恒定律方程中的動(dòng)量必須是相對(duì)于同一慣性參考系．(3)系統(tǒng)性：動(dòng)量守恒是針對(duì)滿足守恒條件的系統(tǒng)而言的，系統(tǒng)改變，動(dòng)量不一定滿足守恒．(4)同時(shí)性：動(dòng)量守恒定律方程等號(hào)左側(cè)表示的是作用前同一時(shí)刻的總動(dòng)量，右側(cè)則表示作用后同一時(shí)刻的總動(dòng)量．(5)普適性：動(dòng)量守恒定律不僅適用于低速宏觀物體組成的系統(tǒng)，而且適用于接近光速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子組成的系統(tǒng)．

(2012·山東高考)如圖13－1－2光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA＝3m、mB＝mC＝m，開(kāi)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(kāi)，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?。?/p>

(2012·銅川一模)如圖13－1－3所示，質(zhì)量分別為1kg、3kg的滑塊A、B位于光滑水平面上，現(xiàn)使滑塊A以4m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，與左側(cè)連有輕彈簧的滑塊B發(fā)生碰撞．求二者在發(fā)生碰撞的過(guò)程中．(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能；(2)滑塊B的最大速度．【答案】

(1)6J

(2)2m/s1.方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量．(2)安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌．(3)實(shí)驗(yàn)：接通電源，利用配套的光電計(jì)時(shí)裝置測(cè)出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量．②改變滑塊的初速度大小和方向)．(4)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．2．方案二：利用等長(zhǎng)懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)(1)測(cè)質(zhì)量：用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2.(2)安裝：把兩個(gè)等大小球用等長(zhǎng)懸線懸掛起來(lái)．(3)實(shí)驗(yàn)：一個(gè)小球靜止，拉起另一個(gè)小球，放下時(shí)它們相碰．(4)測(cè)速度：可以測(cè)量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的速度，測(cè)量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度．(5)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．(6)驗(yàn)證：一維碰撞中的動(dòng)量守恒．4．方案四：利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律(1)用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颍?2)按照如圖13－1－4所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平．(3)白紙?jiān)谙?，?fù)寫(xiě)紙?jiān)谏?，在適當(dāng)位置鋪放好．記下重垂線所指的位置O.(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次．用圓規(guī)畫(huà)盡量小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置．(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次．用步驟(4)的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N.如圖13－1－5所示．

(2012·遼寧模擬)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)．氣墊導(dǎo)軌裝置如圖13－1－6(a)所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑥先________，然后_____，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖13－1－6(b)所示；⑧測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g．完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容．(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)