2019版高考物理一轮复习 专题十一 碰撞与动量守恒 第1讲 动量 动量守恒定律课件.ppt

专题十一碰撞与动量守恒,第1讲,动量动量守恒定律,考点1,动量,动量定理,1.冲量,作用时间,Ft,力F,(1)定义：力和力的_的乘积.(2)公式：I_，适用于求恒力的冲量.(3)方向：与_的方向相同.,2.动量,质量,速度,mv,千克米/秒,(1)定义：物体的_与_的乘积.,(2)公式：p_.,kgm/s,(3)单位：_，符号：_.(4)意义：动量是描述物体_的物理量，是矢量，其,方向与_的方向相同.,运动状态,速度,3.动量定理,合力,动量,(1)内容：物体所受_的冲量等于物体_的增量.,(2)表达式：Ftp_.,pp,(3)矢量性：动量变化量的方向与_的方向相同，可,以在某一方向上用动量定理.,合力,考点2,动量守恒定律,不受外力,零,1.内容：相互作用的物体组成的系统_或所受合外力为_时，这个系统的总动量将保持不变.2.公式：m1v1m2v2_.,3.守恒条件,m1v1m2v2,(1)理想守恒：系统_外力或所受外力的合力为_，,则系统动量守恒.,不受,零,内力,(2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当_远大,于外力时，系统的动量可近似看成守恒.,该方向,(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在_上动量守恒.,【基础自测】1.(多选，2017年吉林长春外国语学校高三期末)关于速度、,动量和动能，下列说法正确的是(,),A.物体的速度发生变化，其动能一定发生变化B.物体的动量发生变化，其动能一定发生变化C.物体的速度发生变化，其动量一定发生变化D.物体的动能发生变化，其动量一定发生变化答案：CD,2.高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前，人下落的距离为h(可视为自由落体运动)，此后经历时间t，安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间,安全带对人的平均作用力大小为(,),答案：A,3.如图11-1-1所示，质量为M的小车A停放在光滑的水平面上，小车上表面粗糙.质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度,大小为(,),图11-1-1,A.零,B.,mv0M,C.,mv0Mm,D.,mv0Mm,答案：C,4.(多选，2016年北京第四中学高三期中)将甲、乙两个质量相等的物体在距水平地面同一高度处，分别以v和2v的速度,水平抛出，若不计空气阻力的影响，则(,),A.甲物体在空中运动过程中，任何相等时间内它的动量变化都相同B.甲物体在空中运动过程中，任何相等时间内它的动能变化都相同C.两物体落地时动量对时间的变化率相同D.两物体落地时重力的功率相同答案：ACD,热点1考向1,动量定理的理解及应用对动量的理解,热点归纳,(续表),【典题1】(多选)两个质量不同的物体，如果它们的(,),A.动能相等，则质量大的动量大B.动能相等，则动量大小也相等C.动量大小相等，则质量大的动能小D.动量变化量相等，则受到合力的冲量大小也相等,时，质量越大的动能越小，C正确；由动量定理可知，物体动量的变化量与所受合外力的冲量相同，D正确.答案：ACD,考向2,用动量定理解释现象,热点归纳应用动量定理解释的两类物理现象：(1)当物体的动量变化量一定时，力的作用时间t越短，力F就越大，力的作用时间t越长，力F就越小，例如玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在沙地上不易碎.(2)当作用力F一定时，力的作用时间t越长，动量变化量p越大，力的作用时间t越短，动量变化量p越小.,【典题2】从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚,尖先着地，这样做是为了(,),A.减小冲量B.减小动量的变化量C.增大与地面的冲击时间，从而减小冲力D.增大人对地面的压强，起到安全作用解析：由动量定理可知，人落地的动量变化量一定，脚尖先着地，接着逐渐到整只脚着地，延长了人落地时动量变化所用的时间，这样就减小了地面对人的冲力，故C正确.答案：C,考向3,动量定理的应用,热点归纳应用动量定理解题的注意事项：(1)动量定理的表达式是矢量式，列式时要注意各个量与规定的正方向之间的关系(即要注意各个量的正负).(2)动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，也可以是各力冲量的矢量和，还可以是外力在不同阶段的冲量的矢量和.,(3)应用动量定理可以只研究一个物体，也可以研究几个物,体组成的系统.,(4)初态的动量p是系统各部分动量之和，末态的动量p,也是系统各部分动量之和.,(5)对系统各部分的动量进行描述时，应该选取同一个参考,系，不然求和无实际意义.,【典题3】(多选，2017年新课标卷)一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化,的图线如图11-1-2所示，则(,),图11-1-2A.t1s时物块的速率为1m/sB.t2s时物块的动量大小为4kgm/sC.t3s时物块的动量大小为5kgm/sD.t4s时物块的速度为零,冲量，所以t2s时物块的动量大小为p22kgm/s4kgm/s，B正确；t3s时物块的动量大小为p(2211)kgm/s3kgm/s，C错误；t4s时物块的动量大小为p(2212)kgm/s2kgm/s，速度不为零，D错误.,答案：AB,【迁移拓展】(2016年新课标卷)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到,玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力，已知水的密度为，重力加速度大小为g.求：,(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量.,(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度.,v0S.,解：(1)设t时间内，从喷口喷出的水的体积为V，质量为m，则,mVVv0St,由式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为,mt,(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于t时间内喷出的水，由能量守恒得,在h高度处，t时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为,p(m)v,设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有,Ftp,由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得,FMg,联立式解得,热点2,动量守恒定律的理解及应用,热点归纳1.动量守恒定律的“五性”：,2.动量守恒定律的三种表达式及对应意义：,(1)pp，即系统相互作用前的总动量p等于相互作用后,的总动量p.,(2)ppp0，即系统总动量的增量为0.,(3)p1p2，即两个物体组成的系统中，一部分动量的,增量与另一部分动量的增量大小相等、方向相反.,3.应用动量守恒定律的解题步骤：,(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及,研究的过程).,(2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上是,否守恒).,(3)规定正方向，确定初、末状态动量.(4)由动量守恒定律列出方程.,(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明.,考向1,动量守恒的判断,【典题4】如图11-1-3所示，A、B两物体的质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上.A、B间有一根被压缩的,(,),图11-1-3,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组成的系统动量,守恒,D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统,动量守恒,解析：如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FfA向右，FfB向左，由于mAmB32，所以FfAFfB32，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A错误.对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D均正确.若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统所受外力之和为零，故其动量守恒，C正确.,答案：A,考向2,动量守恒定律的应用,【典题5】(2017年江苏卷)甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比.解：由动量守恒定律得m1v1m2v2m2v2m1v1，,考向3,动量守恒定律在多物体系统中的应用,【典题6】两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为mA2.0kg，mB0.90kg，它们的下底面光滑，上表面粗糙，另有一质量mC0.10kg的滑块C，以vC10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如图11-1-4所示.由于摩擦，滑块最后停在木块B上，B和C的共同速度为0.50m/s.求：图11-1-4(1)木块A的最终速度vA.(2)滑块C离开A时的速度vC.,解：C从开始滑上A到恰好滑上A的右端的过程中，A、B、,C组成的系统动量守恒，有mCvC(mBmA)vAmCvC,C刚滑上B到两者相对静止，B、C组成的系统动量守恒，,有,mBvAmCvC(mBmC)v,解得vA0.25m/s，vC2.75m/s,故木块A的最终速度vA0.25m/s，滑块C离开A时的速,度vC2.75m/s.,方法点拨：对于多物体多过程的问题有时对整体应用动量守恒，有时只选某部分应用动量守恒，有时分过程多次应用动量守恒，有时全过程应用动量守恒，恰当选择系统和始、末状态是解题的关键.,动量守恒定律中的人船模型及临界问题,考向1,平均动量问题人船模型,若人船系统在全过程中动量守恒，则这一系统在全过程中的平均动量也守恒.如果系统由两个物体组成，且相互作用前均静止，相互作用后均发生运动，则由m1v1m2v2得m1x1m2x2，该式的适用条件是：(1)系统的总动量守恒或某一方向上的动量守恒.(2)构成系统的两物体原来静止，因相互作用而反向运动.(3)x1、x2均为沿动量方向相对于同一参考系的位移.,【典题7】如图11-1-5所示，长为l、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人相对地面的位移各是多少？,图11-1-5,思路点拨：选人和船组成的系统为研究对象，由于人从船头走到船尾的过程中，系统在水平方向不受外力作用，所以水平方向的动量守恒.,所以s1,Mm,解：设某时刻人对地的速度为v1，船对地的速度为v2，规定人的速度方向为正方向，则mv1Mv20在人从船头走到船尾的过程中每一时刻系统的动量均守恒，故mv1tMv2t0，即ms1Ms20，而s1s2l,MMm,l，s2,m,l.,方法技巧：原来静止的系统满足动量守恒或某一方向守恒，实质是静止的系统中物体的反冲运动.,【触类旁通】(多选)如图11-1-6所示，绳长为l，小球质量为m，小车质量为M，将小球向右拉至水平后放手，则(水平面,光滑)(,),A.系统的动量守恒B.水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向,C.小球不能向左摆到原高度,图11-1-6,D.小车向右移动的最大距离为,2mlMm,解析：系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，而总动量不守恒，A错误，B正确；根据水平方向的动量守恒及机械能守恒，小球仍能向左摆到原高度，C错误；小球相对于小车的位移为2l，根,据“人船模型”，解得最大距离为,2mlMm,，D正确.,答案：BD,考向2,动量守恒定律中的临界问题,【典题8】如图11-1-7所示，光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA2kg、mB1kg、mC2kg.开始时C静止，A、B一起以v05m/s的速度匀速