高考物理总复习课件人教版高中物理选修三《动量动量守恒定律及应用》专题讲解ppt课件

物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 第七模块 选修35 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 考纲展示 动量、动量守恒定律及其 应用 只限于一 维 弹性碰撞和非弹性碰撞 实验：验证动 量守恒定律 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1理解动动量、冲量的概念以及动动量定理和动动量守恒 定律的内容与公式 2会用牛顿顿运动动定律推导动导动 量定理，能用动动量定理 解释释有关现现象，分析解决有关问题问题 ，并能用动动量守恒定 律分析碰撞、爆炸、反冲运动动等实际问题实际问题 3在多体系统统中能灵活选选取研究系统统，能灵活运用 动动量、能量及系统统的观观点解决各种复杂杂的物理问题问题 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1注意提高对对知识识点的理解能力，如动动量、动动量守 恒定律的矢量性及意义义，掌握动动量守恒定律公式、条件、 字母符号含义义，这这些在高考中往往有体现现 2注重提高综综合分析能力和对实际问题对实际问题 的抽象简简化 能力在处处理物理过过程较为较为 复杂杂的问题时问题时 ，必须须明确题题 目所描述的物理过过程，弄清物理现现象发发生的条件 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 第一单单元 动动量、动动量守恒定律及 应应用 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1定义义：运动动物体的质质量和的乘积积叫做动动量 ，通常用p来表示 2表达式：p. 3单单位：由速度单单位和质质量单单位共同确定，即 kgm/s. 4动动量是矢量，其方向和 方向相同 mv 速度 速度 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1内容：相互作用的物体组组成的系统统或 时时，这这个系统统的总动总动 量就保持不变变 ，这这就是动动量守恒定律 2公式：m1v1m2v2. 不受外力 所受合外力为零 m1v1m2v2 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 设设船的质质量为为M，人的质质量为为m，开始时时人与船均 静止，当人从船头头向船尾走动时动时 ，船会向 方向移动动，当人的速度为为v2时时，船的速度设为设为 v1，则则 . 人运动的反 Mv1mv20 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 在动动量守恒中，等式两边边的动动量都是相对对于同一个 参考系而言的，如果在所研究的问题问题 中物体速度的参考系 不一样样，必须须先统统一才可正确求解 参考系 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 碰撞过过程是指：作用时间时间 很短，作用力大，碰撞过过 程两物体产产生的位移可忽略 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1爆炸与反冲的特点 (1)内力远远外力，动动量守恒 (2)由其他形式的能转转化为为，动动能增加 2反冲运动 反冲运动动是相互作用的物体之间间的作用力与反作用力 产产生的效果反冲运动过动过 程中，一般满满足系统统的合外力 为为零，或内力远远大于外力的条件，因此可用动动量守恒定律 进进行分析 大于 机械能 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1理解动动量的概念，应应明确以下几点： (1)动动量是描述物体运动动状态态的量，具有瞬时时性：p mv中v应应取某一时时刻的瞬时时速度，是描述物体某一瞬间间所 具有的瞬时值时值 ，即动动量是状态态量 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 (2)动动量具有相对对性由于物体运动动速度与参照系的 选择选择 有关，所以物体的动动量也跟参照系有关选选用不同 参照系时时，同一运动动物体的动动量可能不同通常在不说说 明参照系的情况下，物体的动动量是指物体相对对地面的动动量 (3)动动量是矢量物体的动动量既有大小又有方向，物 体动动量的方向与物体瞬时时速度方向相同所有有关动动量的 运算应应遵循平行四边边形定则则如果物体运动变动变 化前后的 动动量在同一直线线上，那么选选定一个正方向后，动动量的方 向可以用正、负负号表示，矢量运算就简简化为为代数运算 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 2动量的变化 (1)因为为pmv是矢量，只要m的大小、v的大小和方 向中任何一个或几个发发生变变化，动动量p就发发生变变化 (2)动动量的变变化量p也是矢量，其方向与速度的改变变 量v的方向相同 (3)动动量变变化量p的大小，一般都是用末动动量减初动动 量，也称为动为动 量增量pp1p0，此式为为矢量式，若p1 、p0不在一条直线线上，要用平行四边边形定则则(或矢量三角 形法)求矢量差若在同一直线线上，先规规定正方向，再用 正负负表示p0、pt，则则可用pp1p0mv1mv0进进行代数 运算求解 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 (4)动动量定理：F(tt)mvmv 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1成立条件 (1)系统统不受外力或所受外力的合力为为零，则则系统动统动 量守恒 (2)系统统受到的合外力不为为零，但当内力远远大于外力 时时，系统统的动动量可看成近似守恒 (3)当某个方向上受合外力为为零，在该该方向上动动量守 恒 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 2表达式 (1)pp，系统统相互作用前总动总动 量p等于相互作用后的 总动总动 量p. (2)m1v1m2v2m1v1m2v2，相互作用的两个物体 组组成的系统统，作用前的动动量和等于作用后的动动量和 (3)p1p2，相互作用的两个物体动动量的增量等大 反向 (4)p0，系统总动统总动 量的增量为为零 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 系统统“总动总动 量保持不变变”，不是仅仅指系统统的初、末两 个时时刻的总动总动 量都相等，而是指系统统在整个过过程中任意 两个时时刻的总动总动 量都相等，但决不能认为认为 系统统内的每一 个物体的动动量都保持不变变 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1矢量性：动动量守恒的方程为为矢量方程对对于作用 前后物体的运动动方向都在同一直线线上的问题问题 ，应选应选 取统统 一的正方向，凡是与选选取正方向相同的动动量为为正，相反的 为负为负 若未知方向的，可设为设为 与正方向相同，列动动量守 恒方程，通过过解得结结果的正负负，判定未知量的方向 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 2相对性：各物体的速度必须须是相对对同一惯惯性参考 系的速度(没有特殊说说明要选选地球这这个参考系)，如果题设题设 条件中各物体的速度不是同一惯惯性参考系时时，必须须适当 转换转换 参考系，使其成为为同一参考系的速度 3系统性：解题时题时 ，选择选择 的对对象是满满足条件的系统统 ，不是其中一个物体，也不是题题中有几个物体就选选几个物 体 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 4同时性：动动量是一个瞬时时量，动动量守恒指的是系 统统在任一瞬间间的动动量恒定在列动动量守恒方程m1v1m2v2 m1v1m2v2时时，等号左侧侧是作用前(或某一时时刻)系统统 内各物体动动量的矢量和，等号右侧侧是作用后(或另一时时刻) 系统统内各物体动动量的矢量和，不是同一时时刻的动动量是不 能相加的 5阶段性：只有满满足守恒条件的过过程或阶阶段，动动量 才守恒 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 6普遍性：只要系统统所受的合外力为为零，不论论系统统 内部物体之间间的相互作用力的性质质如何，甚至对该对该 力一 无所知；不论论系统统内各物体是否具有相同运动动方向；不 论论物体相互作用时时是否直接接触；也不论论相互作用后粘合 在一起还还是分裂成碎片，动动量守恒定律均适用动动量守恒 不仅仅适用于宏观观低速物体，而且还还适用于接近光速运动动 的微观观粒子 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1碰撞的种类类及特点 分类标准种类特点 能量是 否守恒 弹性碰撞 动量守恒，机械能守 恒 非完全弹性碰撞 动量守恒，机械能有 损失 完全非弹性碰撞 动量守恒，机械能损 失最大 碰撞前后 动 量是否共 线 对心碰撞(正碰)碰撞前后速度共线 非对心碰撞(斜碰)碰撞前后速度不共线 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 2.弹性碰撞的规律 两球发发生弹弹性碰撞时应满时应满 足动动量守恒和动动能守恒 以质质量为为m1速度为为v1的小球与质质量为为m2的静止小球 发发生正面弹弹性碰撞为为例，则则有m1v1m1v1m2v2 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 具体的有以下几种情况 m1m2时时，则则有v10，v2v1 即碰后实现实现 了动动量和动动能的全部转转移(交换换速度) m1m2时时，有v1v1，v22v1 即碰后m1的速度几乎未变变，仍按原来的方向运动动， 质质量小的物体m2将以m1速度的两倍向前运动动 m1m2时时，有v1v1，v20 即碰后m1按原来的速率弹弹回，m2几乎未动动 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1碰撞现现象 (1)动动量守恒 (2)机械能不增加 (3)速度要合理 若碰前两物体同向运动动，则应则应 有v后v前，碰后原 来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动动，则则 应应有v前v后. 碰前两物体相向运动动，碰后两物体的运动动方向不可 能都不改变变 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 2爆炸现象 (1)动动量守恒：由于爆炸是在极短的时间时间 内完成的， 爆炸物体间间的相互作用力远远远远 大于受到的外力，所以在爆 炸过过程中，系统统的总动总动 量守恒 (2)动动能增加：在爆炸过过程中，由于有其他形式的能 量(如化学能)转转化为动为动 能，所以爆炸前后系统统的总动总动 能增 加 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 (3)位置不变变：爆炸和碰撞的时间时间 极短，因而作用过过 程中，物体产产生的位移很小，一般可忽略不计计，可以认认 为为爆炸或碰撞后仍然从爆炸或碰撞前的位置以新的动动量开 始运动动 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 3反冲现象 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动动 (2)反冲运动动中，相互作用力一般较较大，通常可以用 动动 量守恒定律来处处理 (3)反冲运动动中，由于有其他形式的能转变为转变为 机械能 ，所以系统统的总动总动 能增加 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 【例1】 将质质量为为0.10 kg的小球从离地面20 m高处处 竖竖直向上抛出，抛出时时的初速度为为15 m/s，g取10 m/s2， 求 (1)当小球落地时时，小球的动动量； (2)小球从抛出至落地过过程中动动量的增量； (3)若其初速度方向改为为水平，求小球落地时时的动动量 大小及动动量变变化量 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 pmgt0.1102 kgm/s2 kgm/s 方向竖竖直向下 答案：(1)2.5 kgm/s，方向向下 (2)4.0 kgm/s，方向向下 (3)2.5 kgm/s 2 kgm/s，方向向下 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 高分通道 计计算动动量、动动量变变化量时应时应 首先判断初、末速度的 方向，对对于动动量，由pmv，可直接计计算末速度，由定义义 式求得，对对于动动量变变化pp末p初，此式是矢量式，计计 算时应时应 遵循平行四边边形定则则 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 变式1：质质量为为m的物体，以速率v做半径为为R的匀 速圆圆周运动动，求： (1)物体所受合外力； (2)物体运动动半周所受合外力的冲量 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 动动量守恒的判断方法有两个：根据动动量守恒的条件 ，由系统统所受的合外力是否为为零来判断系统统的动动量是否 守恒 根据物理情景研究初、末动动量直接判断动动量是否守恒 有时时第种方法比第种方法简简捷得多 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 【例2】 光滑水平面上A、B两小车间车间 有一弹弹簧(如 图图1)，用手抓住小车车并将弹弹簧压缩压缩 后使小车处车处 于静止状 态态，将两小车车及弹弹簧看做系统统，下列说说法中正确的是 ( ) 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 A两手同时时放开后，系统总动统总动 量始终为终为 零 B先放开左手，再放开右手后，系统总动统总动 量不守恒 C先放开左手，后放开右手，系统总动统总动 量向左 D无论论何时时放手，两手都放开后，在弹弹簧恢复原长长 的过过程中，系统总动统总动 量都保持不变变，但系统统的总动总动 量不 一定为为零 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 分析：解答该题该题 一定要注意动动量守恒定律的适用条件 解析：两手同时时放开后，A、B间仅间仅 有弹弹簧弹弹力(内力 )作用，系统动统动 量守恒，而系统统初动动量为为零，故总动总动 量始 终为终为 零 先放开左手，弹弹力的冲量将使A获获得向左的动动量，再 放开右手，系统动统动 量守恒，但总动总动 量不再为为零，而是向 左 答案：ACD 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 高分通道 (1)动动量守恒的条件是系统统不受外力或所受合外力为为 零，因此在判断系统动统动 量是否守恒时时一定要分清内力和外 力；(2)在同一物理过过程中，系统统的动动量是否守恒，与系 统统的选选取密切相关，因此，在运用动动量守恒定律解题时题时 ，一定要明确在哪一过过程中哪些物体组组成的系统动统动 量是 守恒的 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 变式2：如图图2所示，从倾倾角为为30、长为长为 0.3 m的光 滑斜面上滑下质质量为为2 kg的货货包，掉在质质量为为13 kg的小 车车里，若小车车与水平面之间间的动动摩擦因数0.02，小车车 能前进进的距离为为_(g取10 m/s2) 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 答案：0.1 m 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 【例3】 (2009年山东东卷)如图图3所示，光滑水平直轨轨 道上有三个滑块块A、B、C，质质量分别为别为 mAmC2m，mB m，A、B用细绳连细绳连 接，中间间有一压缩压缩 的轻弹轻弹 簧(弹弹簧与 滑块块不拴接)开始时时A、B以共同速度v0运动动，C静止 某时时刻细绳细绳 突然断开，A、B被弹弹开，然后B又与C发发生碰 撞并粘在一起，最终终三滑块块速度恰好相同求B与C碰撞 前B的速度 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 高分通道 解答本题时题时 关键键是研究对对象和过过程的选选取，如果选选 取不合理容易造成失分，另外计计算失误误也是失分的一个重 要原因 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 变式3：质质量为为2 kg的平板车车B的上表面水平，静止 在光滑水平面上，平板车车一端静止着一块质块质 量为为2 kg的物 体A，一颗质颗质 量为为0.01 kg的子弹弹以600 m/s的水平速度射 穿A后，速度变为变为 100 m/s，如图图4所示如果A、B之间间的 动动摩擦因数为为0.05，求： (1)A的最大速度； (2)若A不会滑离B， 则则B的最大速度 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 解析：在子弹弹撞击击A的过过程中，子弹弹与A组组成系统统的 总动总动 量守恒，此过过程结结束时时A的速度最大，设设此刻子弹弹 的速度为为v，A的速度为为vA，则则有 mv0mvmAvA，解得：vA2.5 m/s. 当A在B上滑动过动过 程中，A与B组组成系统统的总动总动 量守恒 ，此过过程结结束时时B的速度最大，设为设为vB，则则有： mAvA(mAmB)vB，解得vB1.25 m/s 答案：(1)2.5 m/s (2)1.25 m/s 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 根据动动量守恒、能量守恒观观点判断碰撞物体间间的 质质量比或碰撞的次数 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 【例4】 甲、乙两球在光滑水平轨轨道上同向运动动， 已知它们们的动动量分别别是p甲5 kgm/s，p乙7 kgm/s，甲 追乙并发发生碰撞，碰后乙球的动动量变为变为 p乙10 kgm/s， 则则两球质质量m甲与m乙的关系可能是( ) Am甲m乙 Bm乙2m甲 Cm乙4m甲 Dm乙6m甲 解析：由碰撞中动动量守恒可求得 p甲2kgm/s， 要使甲追上乙则则必有v甲v乙，即 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 答案：C 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 高分通道 解析碰撞问题时问题时 ，一般应应遵从三个原则则： (1)动动量守恒原则则；(2)能量原则则碰后两物体总动总动 能不大于碰前两物体的总动总动 能；(3)撞击击力原则则若一 物体所受撞击击力方向与撞击击前速度同向，则则碰后速度必然 增大；反之，碰后速度要减小或反向 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 变式4：抛出的手雷在最高点时时的水平速度为为10 m/s，这时这时 突然炸成两块块，其中大块质块质 量300 g仍按原方向 飞飞行，其速度测测得为为50 m/s，另一小块质块质 量为为200 g，求 它的速度的大小和方向 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 解析：设设手雷原飞飞行方向为为正方向，则则整体初速度v0 10 m/s；v10.3 kg的大块块速度为为v150 m/s，m20.2 kg的小块块速度为为v2，方向不清，暂设为暂设为 正方向 由动动量守恒定律：(m1m2)v0m1v1m2v2 代入数据解得：v250 m/s 此结结果表明，质质量为为200 g的那部分以50 m/s的速度向 反方向运动动，其中负负号表示与所设设正方向相反 答案：50 m/s 与原飞飞行方向相反 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 1(2009年福建卷)一炮艇总质总质 量为为M，以速度v0匀速 行驶驶，从艇上以相对对海岸的水平速度v沿前进进方向射出一 质质量为为m的炮弹弹，发发射炮弹弹后艇的速度为为v，若不计计水的 阻力，则则下列各关系式中正确的是_(填选项选项 前 的编编号) Mv0(Mm)vmv Mv0(Mm)vm(vv0) 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 Mv0(Mm)vm(vv) Mv0Mvmv 解析：根据动动量守恒定律，可得Mv0(Mm)v mv. 答案： 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 2如图图5所示，在水平面上放置质质量为为M800 g的 木块块，一质质量为为m50 g的子弹弹以v0170 m/s的水平速度 射入木块块，最终终与木块块一起运动动若木块块与地面间间的动动 摩擦因数0.2，求木块块在地面上滑行的距离(取g10 m/s2) 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 答案：25 m 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 32005年10月12号，我国的“神舟”六号载载人飞飞船成 功发发射，标标志着我国航天技术术研究上了一个新台阶阶，“神 六”是用我国自行研制的“长长征”号捆绑绑运载载火箭搭载载升空 的，我国的火箭技术术已经经跨入世界先进进行列如图图6所示 ，设设火箭在某段时间时间 内喷喷射燃气的质质量是m，喷喷出燃气 的速度是v，喷喷出燃气后火箭的质质量是m. (1)求火箭喷喷气后获获得的速度v； (2)火箭获获得的速度与哪些因素有关 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 4如图图7所示，一辆质辆质 量MA3 kg的小车车静止在光 滑的水平面上，小车车上有一质质量MB1 kg的光滑小球，将 一轻质弹轻质弹 簧压缩压缩 并锁锁定，此时弹时弹 簧的弹弹性势势能为为EP6 J，小球与车车右端的距离L1.2 m，解除锁锁定，小球脱离 弹弹簧后与小车车右壁的油灰阻挡层挡层 碰撞并被粘住，求： (1)小球脱离弹弹簧时时小球和小车车各自的速度； (2)整个过过程中，小车车移动动的距离 物理 高考总复习人教版新课标 第七模块 选修3-5 答案：(1)3 m/s 1 m/s (2)0.3 m 物理 高考总