《2019年度高考物理一轮复习 第六章 动量 动量守恒定律 第2讲 动量守恒定律及“三类模型”问题课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年度高考物理一轮复习 第六章 动量 动量守恒定律 第2讲 动量守恒定律及“三类模型”问题课件.ppt（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章动量第六章动量 动量守恒定律动量守恒定律第第2 2讲动量守恒定律及讲动量守恒定律及“三类模型三类模型”问题问题过好双基关一、动量守恒定律一、动量守恒定律1.内容如果一个系统不受外力，或者所受外力的 为零，这个系统的总动量保持不变.2.表达式(1)pp，系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p.(2)m1v1m2v2 ，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和.(3)p1 ，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向.(4)p0，系统总动量的增量为零.矢量和m1v1m2v2p23.适用条件(1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力为 .(2)近似守恒：系统内各物体间相
2、互作用的内力 它所受到的外力.(3)某一方向守恒：如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在 上动量守恒.零远大于这一方向答案自测自测1关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是A.只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒B.只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒C.只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒D.系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒二、碰撞、反冲、爆炸二、碰撞、反冲、爆炸1.碰撞(1)定义：相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化，这个过程就可称为碰撞.(2)特点：作用时间极短，内力(相互碰撞力)远 外力，总动量守恒.(3)碰
3、撞分类弹性碰撞：碰撞后系统的总动能 .非弹性碰撞：碰撞后系统的总动能 .完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体，机械能损失 .大于没有损失有损失最大2.反冲(1)定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲量，这种现象叫反冲运动.(2)特点：系统内各物体间的相互作用的内力 系统受到的外力.实例：发射炮弹、爆竹爆炸、发射火箭等.(3)规律：遵从动量守恒定律.3.爆炸问题爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用时间很短，作用力很大，且_系统所受的外力，所以系统动量 .远大于远大于守恒答案自自测测2如图1所示，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，
4、方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是A.A和B都向左运动B.A和B都向右运动C.A静止，B向右运动D.A向左运动，B向右运动图1解析研透命题点例例1 (多选)如图2所示，A、B两物体质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统的动量 守恒B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统的 动量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统的动量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的
5、系统的动量守恒答案解析 命题点一动量守恒定律的理解和基本应用基基础考点自主悟透考点自主悟透图2答案例例2(2017全国卷14)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)A.30 kgm/sB.5.7102 kgm/sC.6.0102 kgm/s D.6.3102 kgm/s解析变变式式1两磁铁各放在两辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车和磁铁的总质量为1 kg，两磁铁的N极相对.推动一下，使两车相
6、向运动，某时刻甲的速率为2 m/s，乙的速率为3 m/s，方向与甲相反，两车运动过程中始终未相碰.则：(1)两车最近时，乙的速度为多大？答案解析(2)甲车开始反向时，乙的速度为多大？答案解析答案答案2 m/s解解析析甲车开始反向时，其速度为0，设此时乙车的速度为v乙，取刚开始运动时乙车的速度方向为正方向，由动量守恒定律得m乙v乙m甲v甲m乙v乙解得v乙2 m/s 1.碰撞遵循的三条原则碰撞遵循的三条原则(1)动量守恒定律(2)机械能不增加 命题点二碰撞模型问题能力考点能力考点师生共研生共研(3)速度要合理同向碰撞：碰撞前，后面的物体速度大；碰撞后，前面的物体速度大(或相等).相向碰撞：碰撞后两
7、物体的运动方向不可能都不改变.模型模型构建构建2.弹性碰撞讨论弹性碰撞讨论(1)碰后速度的求解根据动量守恒和机械能守恒(2)分析讨论：当碰前物体2的速度不为零时，若m1m2，则v1v2，v2v1，即两物体交换速度.当碰前物体2的速度为零时，v20，则：m1m2时，v10，v2v1，碰撞后两物体交换速度.m1m2时，v10，v20，碰撞后两物体沿同方向运动.m1m2时，v10，碰撞后质量小的物体被反弹回来.例例3(多选)两个小球A、B在光滑水平面上相向运动，已知它们的质量分别是m14 kg，m22 kg，A的速度v13 m/s(设为正)，B的速度v23 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别是
8、A.均为1 m/s B.4 m/s和5 m/sC.2 m/s和1 m/s D.1 m/s和5 m/s答案解析例例4(2016全国卷35(2)如图3所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直；a和b相距l，b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为 两物块与地面间的动摩擦因数均相同.现使a以初速度v0向右滑动.此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞.重力加速度大小为g.求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件.答案解析图3变变式式2(2015全国卷35(2)如图4所示，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间.A的质量为m，B、C的质量都为M，三者
9、均处于静止状态.现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞.设物体间的碰撞都是弹性的.答案解析图4图5“滑块滑块弹簧弹簧”碰撞模型碰撞模型拓展点拓展点1例例5如图5所示，质量M4 kg的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根水平轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的距离L0.5 m，这段滑板与木块A(可视为质点)之间的动摩擦因数0.2，而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑.木块A以速度v010 m/s由滑板B左端开始沿滑板B上表面向右运动.已知木块A的质量m1 kg，g取10 m/s2.求： (1)弹簧被压缩到最短时木块A的速度大小；
10、答案解析答案答案2 m/s(2)木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能.答案解析答案答案39 J解解析析在木块A压缩弹簧过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，由能量关系知，最大弹性势能为代入数据得Epm39 J.例例6如图6所示，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m20.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，求：(1)物块与小车共同速度大小；答案解析答案答案0.8 m/s“滑块滑块平板平板”碰撞模型碰撞模型拓展点拓展点2图6
11、(2)物块在车面上滑行的时间t；答案解析答案答案0.24 s解析解析设物块与车面间的滑动摩擦力为Ff，对物块应用动量定理：Fftm2vm2v0又Ffm2g代入数据得t0.24 s(3)小车运动的位移大小x；答案解析答案答案0.096 m解析解析对小车应用动能定理：m2gx m1v2解得x0.096 m (4)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少？答案解析答案答案5 m/s解解析析要使物块恰好不从小车右端滑出，须使物块运动到小车右端时与小车有共同的速度，设其为v，以水平向右为正方向，则：m2v0(m1m2)v由系统能量守恒有：代入数据解得v05 m/s故要使物块不从小车
12、右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过5 m/s.例例7(2016全国卷35(2)如图7所示，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h0.3 m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m130 kg，冰块的质量为m210 kg，小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g10 m/s2. (1)求斜面体的质量；答案解析答案答案20 kg“滑块滑块斜面斜面”碰撞模型碰撞模型拓展点拓展点3图7(2)通过计算判断，冰块与斜面体
13、分离后能否追上小孩？答案解析答案答案不能，理由见解析2.方程方程m1v1m2v20(v1、v2为速度大小)3.结论结论m1x1m2x2(x1、x2为位移大小) 命题点三“人船模型”问题能力考点能力考点师生共研生共研模型模型构建构建例例8长为L、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人立在船头，若不计水的阻力和空气阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？答案解析答案答案见解析变变式式3如图8所示，质量为M的气球下挂着长为L的绳梯，一质量为m的人站在绳梯的下端，人和气球静止在空中，人从绳梯的下端往上爬到顶端时，人和气球相对于地面移动的距离分别是多少？(不计空气阻力)答案解析
14、答案答案见解析图81.木块放在光滑水平面上，子弹水平打进木块，系统所受的合外力为零，因此动量守恒.2.两者发生的相对位移为子弹射入的深度x相.3.根据能量守恒定律，系统损失的动能等于系统增加的内能.4.系统产生的内能QFfx相，即两物体由于相对运动而摩擦产生的热(机械能转化为内能)，等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积.5.当子弹速度很大时，可能射穿木块，这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等，但穿透过程中系统的动量仍守恒，系统损失的动能为EkFfL(L为木块的长度).命题点四“子弹打木块”模型问题能力考点能力考点师生共研生共研例例9一质量为M的木块放在光滑的水平面上，一质量为m的子弹以
15、初速度v0水平打进木块并留在其中，设子弹与木块之间的相互作用力为Ff.则：(1)子弹、木块相对静止时的速度是多少？答案解析解解析析设子弹、木块相对静止时的速度为v，以子弹初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得mv0(Mm)v (2)子弹在木块内运动的时间为多长？答案解析解析解析设子弹在木块内运动的时间为t，由动量定理得对木块：FftMv0(3)子弹、木块相互作用过程中子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度分别是多少？答案解析(4)系统损失的机械能、系统增加的内能分别是多少？答案解析解析解析系统损失的机械能为系统增加的内能等于系统损失的机械能(5)要使子弹不射出木块，木块至少多长？答案解析解
16、析解析假设子弹恰好不射出木块，此时有变变式式4(2018青海平安模拟)如图9所示，质量为2m、长为L的木块置于光滑水平面上，质量为m的子弹以初速度v0水平向右射向木块，穿过木块的过程中受到木块的恒定阻力为Ff 试问子弹能否穿过木块？若能穿过，求出子弹穿过木块后两者的速度；若不能穿过，求出子弹打入木块后两者的速度.答案解析答案答案见解析图9课时作业1.现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞.已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是A.弹性碰撞 B.非弹性碰撞C.完全非弹性碰撞 D.条件不足，无法确定答案1234567891011双基巩固双基巩固练
17、练2.(2018福建福州模拟)一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为1234567891011答案3.如图1所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量相等.Q与水平轻弹簧相连，设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞.在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于1234567891011答案图14.(多选)如图2甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰.小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前后的xt图象.已知m10.1 kg
18、.由此可以判断1234567891011答案解析A.碰前m2静止，m1向右运动B.碰后m2和m1都向右运动C.m20.3 kgD.碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能图25.(多选)在光滑的水平面上有质量相等的A、B两球，其动量分别为10 kgm/s与2 kgm/s，方向均向东，且规定该方向为正方向，A球在B球后，当A球追上B球时发生正碰，则相碰以后，A、B两球的动量可能分别为A.6 kgm/s,6 kgm/sB.4 kgm/s,16 kgm/sC.6 kgm/s,12 kgm/sD.3 kgm/s,9 kgm/s1234567891011答案6.(多选)如图3所示，质量为M的楔形物体静止在
19、光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹角为.一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度v0开始运动.当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v，距地面高度为h，则下列关系式中正确的是A.mv0(mM)vB.mv0cos (mM)vC.mgh m(v0sin )2D.mgh (mM)v2 mv021234567891011答案解析图37.(2018广东东莞调研)两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上.现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回.如此反复进行几次之后，甲和乙最后的速率关系是A.若甲最先抛球，则一定是v甲v乙B.若乙最后接球，则一定是
20、v甲v乙C.只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲v乙D.无论怎样抛球和接球，都是v甲v乙1234567891011答案8.如图4所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点.用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将A.向右运动B.向左运动C.静止不动D.小球下摆时，车向左运动后又静止1234567891011答案解析图49.(多选)质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图5所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是123
21、4567891011答案解析综综合提升合提升练练A.M、m0、m速度均发生变化，分别为v1、v2、v3， 而且满足(Mm0)vMv1m0v2mv3B.m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，而且满 足MvMv1mv2C.m0的速度不变，M和m的速度都变为v，且满足Mv(Mm)vD.M、m0、m速度均发生变化，M、m0速度都变为v1，m的速度变为v2，且满 足(Mm)v0(Mm)v1mv2 图510.(2018陕西榆林质检)如图6所示，质量为m22 kg和m33 kg的物体静止放在光滑水平面上，两者之间有压缩着的轻弹簧(与m2、m3不拴接).质量为m11 kg的物体以速度v09 m/s向右冲
22、来，为防止冲撞，释放弹簧将m3物体发射出去，m3与m1碰撞后粘合在一起.试求：(1)m3的速度至少为多大，才能使以后m3和m2不发生碰撞1234567891011答案解析图6答案答案1 m/s(2)为保证m3和m2恰好不发生碰撞，弹簧的弹性势能至少为多大？1234567891011答案解析答案答案3.75 J解析解析对m2、m3及弹簧，由机械守恒定律得：11.如图7所示，光滑水平轨道右边与墙壁连接，木块A、B和半径为0.5 m的 光滑圆轨道C静置于光滑水平轨道上，A、B、C质量分别为1.5 kg、0.5 kg、4 kg.现让A以6 m/s的速度水平向右运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间为0.3 s，碰后速度大小变为4 m/s.当A与B碰撞后会立即粘在一起运动，已知g10 m/s2，求：(1)A与墙壁碰撞过程中，墙壁对木块A平均作用力的大小；1234567891011答案解析图7答案答案50 N解析解析A与B碰撞过程，对A、B系统，水平方向动量守恒有：mAv2(mBmA)v3AB第一次滑上圆轨道到最高点的过程，对A、B、C组成的系统，水平方向动量守恒有：(mBmA)v3(mBmAmC)v4由能量关系： (mBmA)v32 (mBmAmC)v42(mBmA)gh解得h0.3 m.(2)AB第一次滑上圆轨道所能达到的最大高度h.1234567891011答案解析答案答案0.3 m
