【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第6章第二節(jié) 動量守恒定律及其應(yīng)用課件 大綱

第二節(jié)動量守恒定律及其應(yīng)用第二節(jié)動量守恒定律及其應(yīng)用基礎(chǔ)知識梳理課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)知識梳理一、動量守恒定律1．內(nèi)容：一個系統(tǒng)________或者所受外力之和____，這個系統(tǒng)的總動量保持不變．2．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式(1)p＝p′(系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后總動量p′)．(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，作用前動量之和等于作用后動量之和)．不受外力為零(3)Δp1＝－Δp2(相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，兩物體動量增量大小____、方向____)．(4)Δp＝0(系統(tǒng)總動量前后差為零)．3．適用條件(1)系統(tǒng)不受____或所受合力____時，系統(tǒng)動量守恒．(2)系統(tǒng)所受的外力不為零，但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時，系統(tǒng)動量近似守恒．如碰撞問題中的摩擦力、爆炸過程中的重力等，外力比起相互作用的內(nèi)力來小得多，可以忽略不計(jì)．

(3)系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力的矢量和為零，或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒．相等相反外力為零二、碰撞和反沖現(xiàn)象1．碰撞(1)特點(diǎn)：在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足_______________，可以認(rèn)為相互碰撞的系統(tǒng)____守恒．(2)分類①彈性碰撞：若總動能損失很小，可以忽略不計(jì)，此碰撞為彈性碰撞．②完全非彈性碰撞：若兩物體碰后粘合在一起，這種碰撞損失動能____，此碰撞稱為完全非彈性碰撞．內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力動量最多2．反沖現(xiàn)象在系統(tǒng)內(nèi)力作用下，系統(tǒng)內(nèi)一部分物體向某方向發(fā)生動量變化時，系統(tǒng)內(nèi)其余部分物體向相反的方向發(fā)生動量變化的現(xiàn)象．課堂互動講練一、動量守恒的“四性”及解題基本步驟1．動量守恒的“四性”(1)矢量性：動量守恒方程是一個矢量方程．對于作用前后物體的運(yùn)動方向都在同一直線上的問題，應(yīng)選取統(tǒng)一的正方向，凡是與選取正方向相同的動量為正，相反為負(fù)．若方向未知，可設(shè)為與正方向相同列動量守恒方程，通過解得結(jié)果的正負(fù)，判定未知量的方向．(2)瞬時性：動量是一個瞬時量，動量守恒指的是系統(tǒng)任一瞬時的動量恒定，列方程m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2時，等號左側(cè)是作用前同一時刻各物體動量的矢量和，等號右側(cè)是作用后同一時刻各物體動量的矢量和，不同時刻的動量不能相加．(3)同一性：由于動量大小與參考系的選取有關(guān)，因此應(yīng)用動量守恒定律時，應(yīng)注意各物體的速度必須是相對同一參考系的速度．一般以地面為參考系．(4)普適性：它不僅適用于兩個物體組成的系統(tǒng)，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)．2．解題的基本步驟特別提醒：分析物理現(xiàn)象不但要明確研究對象，而且要明確研究的是哪一段過程，碰撞過程的初狀態(tài)是剛開始發(fā)生相互作用的狀態(tài)，此時的動量為碰撞前的動量，末狀態(tài)是相互作用剛結(jié)束時的狀態(tài)，此時的動量為碰撞后的動量．即時應(yīng)用1.(2011年北北京京六六校校聯(lián)聯(lián)合合調(diào)調(diào)研研)在氣氣墊墊導(dǎo)導(dǎo)軌軌上上，，一一個個質(zhì)質(zhì)量量為為600g的滑滑塊塊以以0.2m/s的速速度度與與另另一一個個質(zhì)質(zhì)量量為為m＝400g、速速度度為為0.3m/s的滑滑塊塊迎迎面面相相撞撞，，碰碰撞撞后后兩兩個個滑滑塊塊并并在在一一起起，，則則此此過過程程中中損損失失的的機(jī)機(jī)械械能能為為________J.解析析：：兩滑滑塊塊組組成成的的系系統(tǒng)統(tǒng)在在碰碰撞撞過過程程中中動動量量守守恒恒，，選選v1＝0.2m/s方向向?yàn)闉檎蓜觿恿苛渴厥睾愫愕玫茫海簃1v1－m2v2＝(m1＋m2)v′所以以損損失失的的機(jī)機(jī)械械能能為為：：答案案：：0.03二、、碰碰撞撞、、爆爆炸炸及及反反沖沖現(xiàn)現(xiàn)象象的的特特點(diǎn)點(diǎn)分分析析1．碰碰撞撞(1)碰撞撞的的特特點(diǎn)點(diǎn)：：①①時時間間極極短短；；②②內(nèi)內(nèi)力力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大大于于外外力力；；③③碰碰撞撞過過程程中中位位移移變變化化忽忽略略不不計(jì)計(jì)．．(2)碰撞撞中中的的能能量量變變化化①彈彈性性碰碰撞撞：：動動量量守守恒恒，，機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒．．②非非彈彈性性碰碰撞撞：：動動量量守守恒恒，，動動能能有有損損失失，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為系系統(tǒng)統(tǒng)的的內(nèi)內(nèi)能能．．③完完全全非非彈彈性性碰碰撞撞：：動動量量守守恒恒，，動動能能損損失失最最大大，，碰碰后后兩兩物物體體粘粘合合在在一一起起，，速速度度相相同同．．(3)判斷斷一一個個碰碰撞撞過過程程是是否否存存在在的的依依據(jù)據(jù)①動動量量守守恒恒．．②機(jī)機(jī)械械能能不不增增加加．．2．爆爆炸炸特點(diǎn)點(diǎn)：：(1)內(nèi)力力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大大于于外外力力，，動動量量守守恒恒．．(2)由其其他他形形式式的的能能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為動動能能，，系系統(tǒng)統(tǒng)動動能能會會增增加加．．3．反反沖沖(1)特點(diǎn)點(diǎn)：：在在系系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)內(nèi)力力作作用用下下，，系系統(tǒng)統(tǒng)一一部部分分物物體體向向某某方方向向發(fā)發(fā)生生動動量量變變化化時時，，系系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)內(nèi)其其余余部部分分向向相相反反方方向向發(fā)發(fā)生生動動量量變變化化．．(2)實(shí)例例：：噴噴氣氣式式飛飛機(jī)機(jī)、、火火箭箭等等．．即時應(yīng)用2.如圖圖6－2－1所示示，，一一個個質(zhì)質(zhì)量量為為60kg的人人站站在在質(zhì)質(zhì)量量為為300kg、長長為為5m的小小船船右右端端，，開開始始時時小小船船處處于于靜靜止止?fàn)顮顟B(tài)態(tài)，，小小船船的的左左端端靠靠在在岸岸邊邊．．當(dāng)當(dāng)他他向向左左走走到到船船的的左左端端時時(不計(jì)計(jì)船船與與水水之之間間的的阻阻力力)，船船左左端端離離岸岸的的距距離離為為()圖6－2－1解析：選B.如圖所示，以人、船為研究對象，系統(tǒng)動量守恒，總動量始終為零，所以人、船動量大小始終相等．從圖中可以看出，人、船的位移大小之和等于船長L.設(shè)人、船位移大小分別為l1、l2，則：mv1＝Mv2，兩邊同乘時間t，則ml1＝Ml2，經(jīng)典題型探究(2009年高考天津理綜卷)如圖6－2－2所示，質(zhì)量m1＝0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L＝1.5m，現(xiàn)有質(zhì)量m2＝0.2kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v0＝2m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止．物塊與車面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，g取10m/s2，求：例1動量守恒中的臨界問題題型一(1)物塊塊在在車車面面上上滑滑行行的的時時間間t；(2)要使使物物塊塊不不從從小小車車右右端端滑滑出出，，物物塊塊滑滑上上小小車車左左端端的的速速度度v0′不超超過過多多少少？？【思路路點(diǎn)點(diǎn)撥撥】物塊塊不不從從小小車車右右端端滑滑出出的的臨臨界界條條件件是是：：物物塊塊滑滑到到小小車車右右端端時時，，兩兩者者速速度度相相等等．．圖6－2－2【解析析】(1)設(shè)物物塊塊與與小小車車共共同同速速度度為為v，以以水水平平向向右右為為正正方方向向，，根根據(jù)據(jù)動動量量守守恒恒定定律律有有m2v0＝(m1＋m2)v設(shè)物塊與車面面間的滑動摩摩擦力為Ff，對物塊應(yīng)用用動量定理有有－Fft＝m2v－m2v0又Ff＝μm2g代入數(shù)據(jù)得t＝0.24s.(2)要使物塊恰好好不從車面右右端滑出，須須使物塊到車車面最右端時時與小車有共共同的速度，，設(shè)其為v′，則m2v0′＝(m1＋m2)v′由功能關(guān)系有有代入數(shù)據(jù)解得得v0′＝5m/s.故要使物塊不不從小車右端端滑出，物塊塊滑上小車左左端的速度v0′不超過5m/s.【答案】(1)0.24s(2)5m/s【規(guī)律總結(jié)】處理動量守恒恒定律中的臨臨界問題要抓抓住以下兩點(diǎn)點(diǎn)：(1)尋找臨界狀態(tài)態(tài)題設(shè)情景中看看是否有相互互作用的兩物物體相距最近近，避免相碰碰和物體開始始反向運(yùn)動等等臨界狀態(tài)．．(2)挖掘臨界條件件在與動量相關(guān)關(guān)的臨界問題題中，臨界條條件常常表現(xiàn)現(xiàn)為兩物體的的相對速度關(guān)關(guān)系與相對位位移關(guān)系，即即速度相等或或位移相等．．正確把握以以上兩點(diǎn)是求求解這類問題題的關(guān)鍵．變式訓(xùn)練1如圖6－2－3所示，甲車質(zhì)質(zhì)量m1＝20kg，車上有質(zhì)量量M＝50kg的人，甲車(連同車上的人人)以v＝3m/s的速度向右滑滑行．此時質(zhì)質(zhì)量m2＝50kg的乙車車正以以v0＝1.8m/s的圖6－2－3速度迎迎面滑滑來，，為了了避免免兩車車相撞撞，當(dāng)當(dāng)兩車車相距距適當(dāng)當(dāng)距離離時，，人從從甲車車跳到到乙車車上，，求人人跳出出甲車車的水水平速速度(相對地地面)應(yīng)當(dāng)在在什么么范圍圍內(nèi)才才能避避免兩兩車相相撞？？(不計(jì)地地面和和小車車間的的摩擦擦，設(shè)設(shè)乙車車足夠夠長，，取g＝10m/s2)解析：：以人、、甲車車、乙乙車組組成系系統(tǒng)，，由動動量守守恒得得：(m1＋M)v－m2v0＝(m1＋m2＋M)v′，解得得：v′＝1m/s.以人與與甲車車組成成系統(tǒng)統(tǒng)，人人跳離離甲車車過程程動量量守恒恒，得得(m1＋M)v＝m1v′＋Mu，解得得u＝3.8m/s.因此，，只要要人跳跳離甲甲車的的速度度u≥3.8m/s，就可可避免免兩車車相撞撞．答案：：大于于等于于3.8m/s例2碰撞規(guī)律的應(yīng)用題型二(2010年高考考大綱綱全國國卷Ⅱ)小球A和B的質(zhì)量量分別別為mA和mB，且mA＞mB.在某高高度處處將A和B先后從從靜止止釋放放．小小球A與水平平地面面碰撞撞后向向上彈彈回，，在釋釋放處處下方方與釋釋放處處距離離為H的地方方恰好好與正正在下下落的的小球球B發(fā)生生正正碰碰．．設(shè)設(shè)所所有有碰碰撞撞都都是是彈彈性性的的，，碰碰撞撞時時間間極極短短．．求求小小球球A、B碰撞撞后后B上升升的的最最大大高高度度．．【解析析】根據(jù)據(jù)題題意意，，由由運(yùn)運(yùn)動動學(xué)學(xué)規(guī)規(guī)律律可可知知，，小小球球A與B碰撞撞前前的的速速度度大大小小相相等等，，設(shè)設(shè)均均為為v0.由機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒有有設(shè)小小球球A與B碰撞撞后后的的速速度度分分別別為為v1和v2，以以豎豎直直向向上上方方向向?yàn)闉檎?，由由動動量量守守恒恒有有mAv0＋mB(－v0)＝mAv1＋mBv2②由于于兩兩球球碰碰撞撞過過程程中中能能量量守守恒恒，，故故【方法法總總結(jié)結(jié)】本題題考考查查了了動動量量守守恒恒和和運(yùn)運(yùn)動動學(xué)學(xué)的的有有關(guān)關(guān)知知識識，，解解答答本本題題要要注注意意兩兩小小球球碰碰撞撞過過程程中中動動量量守守恒恒，，能能量量也也守守恒恒．．變式式訓(xùn)訓(xùn)練練2如圖圖6－2－4所示示，，半徑徑和和動動能能都都相相等等的的兩兩個個小小球球相相向向而而行行．．甲甲球球質(zhì)質(zhì)量量m甲大于乙球球質(zhì)量m乙，水平面面是光滑滑的，兩兩球做對對心碰撞撞后的運(yùn)運(yùn)動情況況可能是是下述哪哪些情況況()A．甲球速速度為零零，乙球球速度不不為零B．兩球速速度都不不為零C．乙球速速度為零零，甲球球速度不不為零D．兩球都都以各自自原來的的速率反反向運(yùn)動動圖6－2－4爆炸與反反沖規(guī)律律的應(yīng)用用例3(滿分樣板板16分)如圖6－2－5所示，質(zhì)量相等等的木塊塊A、B間夾有一一小塊炸炸藥，放放在一段段粗糙程程度相同同的水平平地面題型三圖6－2－5點(diǎn)滑出，，當(dāng)A、B停止運(yùn)動動時立即即讓炸藥藥爆炸，，則木塊塊A最終靜止止在Q點(diǎn)(圖中未標(biāo)標(biāo)出)．已知O、P兩點(diǎn)間的的距離為為s，炸藥的的質(zhì)量可可以忽略略不計(jì)，，爆炸時時間很短短可以忽忽略不計(jì)計(jì)，爆炸炸釋放的的化學(xué)能能全部轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為木木塊的動動能，求求木塊A從O運(yùn)動到Q所用的時時間．【思路點(diǎn)撥撥】解答本題題時應(yīng)把把握以下下三點(diǎn)：：(1)爆炸瞬間間動量守守恒，機(jī)機(jī)械能增增加，能能量守恒恒．(2)A、B一起滑動動，可用用動能定定理列式式．(3)第二次滑滑動，因因求時間間，可結(jié)結(jié)合牛頓頓第二定定律、運(yùn)運(yùn)動學(xué)公公式分析析求解．．解題樣板板設(shè)木塊的的質(zhì)量均均為m，與地面面間的動動摩擦因因數(shù)為μ，炸藥爆爆炸釋放放的化學(xué)學(xué)能為E0.第一次滑滑動過程程中，從從O滑到P，對A、B據(jù)動能定定理：第二次滑滑動過程程中，從從O滑出到減減速為零零，對A、B據(jù)牛頓第第二定律律得：μ·2mg＝2ma1，又v