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

專題二十一動(dòng)量守恒定律(加試) 考點(diǎn)基礎(chǔ)自清考點(diǎn)互動(dòng)探究?jī)?nèi)容索引 考點(diǎn)基礎(chǔ)自清 答案 一、動(dòng)量和動(dòng)量定理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.速度mvkgm /s速度 2.沖量(1)定義：力F與力的作用時(shí)間t的 .(2)定義式：I .(3)單位： .(4)方向：恒力作用時(shí)，與力的方向 .(5)物理意義：是一個(gè)過程量，表示力在 上積累的作用效果. 答案 乘積FtNs相同時(shí)間 3.動(dòng)量定理(1)內(nèi)容：物體在一個(gè)過程始末的 等于它在這個(gè)過程中所受力的 . 答案 (2)表達(dá)式：FtIp動(dòng)量變化量沖量pp 二、動(dòng)量守恒定律1.內(nèi)容如果一個(gè)系統(tǒng) ，或者所受外力的矢量和為零，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.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(gè)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(dòng)量守恒.3.動(dòng)量守恒定律的不同表達(dá)形式(1)m1v1m2v2 ，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.(2)p1 ，相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向.(3)p ，系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零. 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(shí)間很短，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. 答案 很大遠(yuǎn)大于 3.分類 答案 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 四、反沖運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng).(2)反沖運(yùn)動(dòng)中，相互作用力一般較大，通?？梢杂?定律來(lái)處理.(3)反沖運(yùn)動(dòng)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(dòng)量守恒機(jī)械能 2.火箭(1)工作原理：利用反沖運(yùn)動(dòng).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(shí)，使火箭獲得巨大的.(2)設(shè)火箭在t時(shí)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(dòng)量，下列說(shuō)法中正確的是()A.物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大B.同一物體的動(dòng)量越大，其速度一定越大C.物體的加速度不變，其動(dòng)量一定不變D.運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向一定是該時(shí)刻的速度方向 解析物體的動(dòng)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(cuò)；同一物體，質(zhì)量一定，動(dòng)量越大，速度一定越大，B對(duì)；物體的加速度不變，速度一定變化，其動(dòng)量一定變化，C錯(cuò)；動(dòng)量是矢量，動(dòng)量的方向與速度的方向相同，D對(duì). 2.假設(shè)一個(gè)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(dòng) D.脫下外衣水平拋出解析踢腿、甩手臂對(duì)整個(gè)身體系統(tǒng)來(lái)講是內(nèi)力，內(nèi)力不改變系統(tǒng)整體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員踢一個(gè)質(zhì)量為0.4 kg的足球.若開始時(shí)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(dòng)量的變化量大小()解析圖1解析取向右為正方向，初動(dòng)量為p1mv10.44 kgm /s1.6 kgm/s，末動(dòng)量為p2mv20.410 kgm /s4.0 kgm/s，則動(dòng)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(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，mA2mB.當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)，A物體的速度為()圖2 解析解析彈簧壓縮至最短時(shí)，A、B有共同速度，由動(dòng)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(yùn)動(dòng)，發(fā)生了碰撞.已知碰撞后，甲滑塊靜止不動(dòng)，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(wú)法確定 解析返回解析由動(dòng)量守恒3mvmv0mv所以v2v 考點(diǎn)互動(dòng)探究 1.動(dòng)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(dòng)量變化的原因. 考點(diǎn)一 動(dòng)量定理的理解與應(yīng)用 2.用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象(1)p一定時(shí)，F(xiàn)的作用時(shí)間越短，力就越大；時(shí)間越長(zhǎng)，力就越小.(2)F一定，此時(shí)力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，p就越大；力的作用時(shí)間越短，p就越小.分析問題時(shí)，要把哪個(gè)量一定，哪個(gè)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(lái).已知安全帶的緩沖時(shí)間是1.2 s，安全帶長(zhǎng)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(duì)此過程應(yīng)用動(dòng)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(diǎn)撥動(dòng)量定理的兩個(gè)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(dòng)量的變化量p，等效代換變力的沖量I.2.應(yīng)用pFt求動(dòng)量的變化例如，在曲線運(yùn)動(dòng)中，速度方向時(shí)刻在變化，求動(dòng)量變化(pp 2p1)需要應(yīng)用矢量運(yùn)算方法，計(jì)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(dòng)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(dòng)量一定越大 B.它的動(dòng)量變化一定越快C.它的動(dòng)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(dòng)量定理可知，物體所受的力的沖量總是等于物體動(dòng)量的變化量，與物體的動(dòng)量無(wú)關(guān)，A、B錯(cuò)誤，C正確；物體所受的力的沖量由作用力與作用時(shí)間共同決定，D錯(cuò)誤. 2.(2016金華市聯(lián)考)跳遠(yuǎn)時(shí)，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(dòng)量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑里的動(dòng)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(dòng)量相同；落地后靜止，末動(dòng)量一定，所以人下落過程的動(dòng)量變化量p一定，因落在沙坑里作用時(shí)間長(zhǎng)，落在水泥地上作用時(shí)間短，根據(jù)動(dòng)量定理Ftp知，t長(zhǎng)F小，故D對(duì). 動(dòng)量守恒的“四性”(1)矢量性：表達(dá)式中初、末動(dòng)量都是矢量，需要首先選取正方向，分清各物體初、末動(dòng)量的正、負(fù).(2)瞬時(shí)性：動(dòng)量是狀態(tài)量，動(dòng)量守恒指對(duì)應(yīng)每一時(shí)刻的總動(dòng)量都和初始時(shí)刻的總動(dòng)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(dòng)量守恒定律，各物體的速度必須是相對(duì)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(gè)物體所組成的系統(tǒng)，也適用于多個(gè)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(diǎn)二 動(dòng)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(wú)摩擦地沿同一直線運(yùn)動(dòng).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(duì)，推動(dòng)一下，使兩車相向運(yùn)動(dòng).某時(shí)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(yùn)動(dòng)過程中始終未相碰.求：(1)兩車最近時(shí)，乙的速度大??；解析兩車相距最近時(shí)，兩車的速度相同，設(shè)該速度為v，取乙車的速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)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(shí)，乙車的速度為解析答案答案1.33 m /s (2)甲車開始反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙車的速度大小.解析甲車開始反向時(shí)，其速度為0，設(shè)此時(shí)乙車的速度為v乙，由動(dòng)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(dòng)量守恒定律解題的基本步驟1.明確研究對(duì)象，確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過程)；2.進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒(或某一方向上動(dòng)量是否守恒)；3.規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動(dòng)量；4.由動(dòng)量守恒定律列出方程；5.代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果，必要時(shí)討論說(shuō)明. 解析 變式題組3.如圖3所示，游樂場(chǎng)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(yùn)動(dòng)；設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150 kg，碰撞前向右運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，速度的大小為4.25 m/s，則碰撞后兩車共同的運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)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(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng)，C靜止.某時(shí)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(dòng)量守恒定律有(mAmB)v0mAvmBvBmBvB(mBmC)v 1.碰撞現(xiàn)象滿足的三個(gè)規(guī)律：(1)動(dòng)量守恒：即p1p2p1p2 .(3)速度要合理若碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則碰后原來(lái)在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體仍同向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)有v前 v后 .碰前兩物體相向運(yùn)動(dòng)，碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變. 考點(diǎn)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(diǎn)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(dòng)一靜”模型中，兩物體發(fā)生彈性正碰后的速度滿足：當(dāng)兩球質(zhì)量相等時(shí)，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(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA3m，mBmCm，開始時(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，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(dòng)量守恒定律得對(duì)A、B木塊：mAv0mAvAmBvB 對(duì)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(yùn)動(dòng)，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(gè)選項(xiàng)均滿足動(dòng)量守恒定律，但A、D兩項(xiàng)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(shí)際；而B項(xiàng)既符合實(shí)際情況，也不違背能量守恒定律，故B項(xiàng)正確. 返回