2024年高考物理一輪總復(fù)習(xí)第七章碰撞與動(dòng)量守恒第2講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用課件

第2講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用課

程

標(biāo)

準(zhǔn)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)，理解動(dòng)量守恒定律，能用其解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象．知道動(dòng)量守恒定律的普適性．2.探究并了解物體彈性碰撞和非彈性碰撞的特點(diǎn)．定量分析一維碰撞問(wèn)題并能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象．3.體會(huì)用動(dòng)量守恒定律分析物理問(wèn)題的方法，體會(huì)自然界的和諧與統(tǒng)一．

素

養(yǎng)

目

標(biāo)物理觀念：能正確區(qū)分內(nèi)力與外力．科學(xué)思維：理解動(dòng)量守恒定律的確切含義和表達(dá)式，知道定律的適用條件．會(huì)用動(dòng)量守恒定律解決碰撞、爆炸等問(wèn)題．必備知識(shí)·自主落實(shí)關(guān)鍵能力·精準(zhǔn)突破必備知識(shí)·自主落實(shí)一、動(dòng)量守恒定律1．內(nèi)容

外力和內(nèi)力是相對(duì)的如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的________為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變．2．表達(dá)式(1)p＝p′或m1v1＋m2v2＝____________．系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量等于相互作用后的總動(dòng)量．動(dòng)量變化量是末態(tài)動(dòng)量減初態(tài)動(dòng)量．(2)Δp1＝________，相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的變化量等大反向．矢量和m1v′1＋m2v′2－Δp2二、彈性碰撞和非彈性碰撞理想物理模型1．碰撞

碰撞是指物體間的相互作用持續(xù)時(shí)間很短，而物體間相互作用力________的現(xiàn)象．2．特點(diǎn)

外力的沖量可以忽略不計(jì)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．很大遠(yuǎn)大于3．分類

動(dòng)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________守恒最大三、反沖爆炸1．反沖現(xiàn)象(1)定義：靜止或運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)分離出部分物質(zhì)，而使自身在________獲得加速的現(xiàn)象．(2)特點(diǎn)：在反沖運(yùn)動(dòng)中，如果沒(méi)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．2．爆炸現(xiàn)象

系統(tǒng)機(jī)械能可以增大．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(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)量開始運(yùn)動(dòng)．反方向動(dòng)量遠(yuǎn)大于守恒走進(jìn)生活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(qǐng)完成以下判斷題：(1)兩位選手在攜手過(guò)程中，所受合外力為零．(

)(2)兩位選手組成的系統(tǒng)動(dòng)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(guò)程中機(jī)械能守恒．(

)(5)兩位選手在攜手過(guò)程中機(jī)械能損失300J．(

)(6)兩位選手的攜手過(guò)程屬于完全非彈性碰撞．(

)√√√×√√關(guān)鍵能力·精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一動(dòng)量守恒定律的理解與應(yīng)用1．適用條件(1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力為零．(2)近似守恒：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力．(3)某一方向守恒：如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零，則系統(tǒng)在這一方向上動(dòng)量守恒．2．應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的基本步驟考向1系統(tǒng)動(dòng)量守恒的判斷例1[2021·全國(guó)乙卷]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(dòng)車廂使彈簧壓縮，撤去推力時(shí)滑塊在車廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)．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(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B．動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒C．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒D．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒答案：B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(dòng)量守恒的條件，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒；由于撤去推力時(shí)滑塊在車廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)，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．考向2動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用例2[2022·北京卷]質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體在光滑水平面上正碰，其位置坐標(biāo)x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示．下列說(shuō)法正確的是(

)A．碰撞前m2的速率大于m1的速率B．碰撞后m2的速率大于m1的速率C．碰撞后m2的動(dòng)量大于m1的動(dòng)量D．碰撞后m2的動(dòng)能小于m1的動(dòng)能答案：C

例3[2023·福建永安一中聯(lián)考]某冰壺比賽大本營(yíng)由4個(gè)同心圓組成，其中3個(gè)同心圓半徑分別為R1、R2、R3，如圖所示，冰壺隊(duì)在某次訓(xùn)練中，藍(lán)壺靜止在大本營(yíng)Q處，材質(zhì)相同，質(zhì)量相等的紅壺與藍(lán)壺發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后兩壺在摩擦力作用下最終分別停在M點(diǎn)和N點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．碰后兩壺所受摩擦力的沖量相等B．紅壺碰前速度大小為碰后速度大小的4倍C．碰后，藍(lán)壺速度大小為紅壺速度大小的2倍D．碰撞過(guò)程兩壺組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒答案：C

答案：B

考點(diǎn)二碰撞問(wèn)題分析1．碰撞的基本規(guī)律

答案：B

例5[2023·江蘇高級(jí)中學(xué)調(diào)研]在研究原子物理時(shí)，科學(xué)家們經(jīng)常借用宏觀的力學(xué)模型模擬原子間的相互作用，如圖所示，在水平面上固定著一個(gè)半徑為R的內(nèi)壁光滑的圓管軌道(R遠(yuǎn)大于圓管內(nèi)徑)，A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)將圓軌道等分為四等份，在軌道的A點(diǎn)靜止放著一個(gè)甲球，某一時(shí)刻另一個(gè)乙球從D點(diǎn)以某一速度沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，與甲球發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短)，小球(可視為質(zhì)點(diǎn))直徑略小于圓管內(nèi)徑，已知m甲＝7m乙，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．第一次碰撞后瞬間乙球被反向彈回B．第一次碰撞后到第二次碰撞前，乙球?qū)A管的彈力方向始終斜向上C．第一次碰撞后到第二次碰撞前，甲、乙兩球?qū)壍赖膹椓Υ笮≈葹?:9D．第二次碰撞發(fā)生在B點(diǎn)答案：B

例6

[2022·廣東卷]某同學(xué)受自動(dòng)雨傘開傘過(guò)程的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了如圖所示的物理模型．豎直放置在水平桌面上的滑桿上套有一個(gè)滑塊，初始時(shí)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)滑塊從A處以初速度v0為10m/s向上滑動(dòng)時(shí)，受到滑桿的摩擦力f為1N．滑塊滑到B處與滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞，帶動(dòng)滑桿離開桌面一起豎直向上運(yùn)動(dòng)．已知滑塊的質(zhì)量m＝0.2kg，滑桿的質(zhì)量M＝0.6kg，A、B間的距離l＝1.2m，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力．求：(1)滑塊在靜止時(shí)和向上滑動(dòng)的過(guò)程中，桌面對(duì)滑桿支持力的大小N1和N2；(2)滑塊碰撞前瞬間的速度大小v；(3)滑桿向上運(yùn)動(dòng)的最大高度h.

針

對(duì)

訓(xùn)

練2.水平地面上有甲、乙兩個(gè)小滑塊在同一直線上運(yùn)動(dòng)，兩小滑塊碰撞前后的速度—時(shí)間圖像如圖所示，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(shuō)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(dòng)量守恒答案：D

答案：AD

考點(diǎn)三爆炸、反沖運(yùn)動(dòng)1．爆炸現(xiàn)象的三個(gè)規(guī)律動(dòng)量守恒爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒動(dòng)能增加在爆炸過(guò)程中，有其他形式的能(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能位置不變爆炸的時(shí)間極短，作用過(guò)程中物體產(chǎn)生的位移很小，可以認(rèn)為爆炸前、后時(shí)刻各部分位置不變2.對(duì)反沖運(yùn)動(dòng)的三點(diǎn)說(shuō)明(1)作用原理反沖運(yùn)動(dòng)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(2)動(dòng)量守恒反沖運(yùn)動(dòng)中系統(tǒng)不受外力或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，反沖運(yùn)動(dòng)遵循動(dòng)量守恒定律(3)機(jī)械能增加反沖運(yùn)動(dòng)中，物體間的作用力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的總機(jī)械能增加針

對(duì)

訓(xùn)

練4.(多選)如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)且質(zhì)量均為1kg的甲、乙兩物體緊靠著放在水平地面上，物體甲與左側(cè)地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，物體乙右側(cè)地面光滑．兩物體間夾有炸藥，爆炸后兩物體沿水平方向左右分離，分離瞬間物體乙的速度大小為3m/s，重力加速度g取10m/s2，則(

)A．炸藥爆炸后，兩物體分離瞬間物體甲的速度大小為3m/sB．甲、乙兩物體分離瞬間獲得的總能量為18JC．從分離到甲物體停止運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為4sD．甲、乙兩物體分離2s時(shí)，兩物體之間的距離為7.5m答案：AD

答案：D

素養(yǎng)提升

“人船”模型模型條件及特點(diǎn)典例

[2023·重慶巴蜀中學(xué)月考]如圖所示，有一質(zhì)量為M＝6kg、邊長(zhǎng)為0.2m的正方體木塊，靜止于光滑水平面上，木塊內(nèi)部有一從頂面貫通至底面的通道，一個(gè)質(zhì)量為m＝2kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))由靜止開始從通道的左端運(yùn)動(dòng)到右端，在該過(guò)程中木塊的位移大小為(

)A．0.05