高考物理一轮复习 第七章 动量 第2讲 动量守恒定律课件.ppt

第2讲动量守恒守律 知识梳理一 动量守恒定律1 内容 如果一个系统 不受外力 或者 所受外力的矢量和为0 这个系统的总动量保持不变 这就是动量守恒定律 2 表达式 1 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 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 2 p1 p2 相互作用的两个物体动量的增量等大反向 3 p 0 系统总动量的增量为零 1 理想守恒 系统不受外力或所受外力的合力为零 则系统动量守恒 二 动量守恒定律的适用条件 2 近似守恒 系统受到的合力不为零 但当内力远大于外力时如打击 碰撞 爆炸等 系统的动量可近似看成守恒 3 分方向守恒 系统在某个方向上所受合力为零时 系统在该方向上动量守恒 1 在如图所示的装置中 木块b与水平桌面间的接触面是光滑的 子弹a沿水平方向射入木块后留在木块内 将弹簧压缩到最短 现将子弹 木块和弹簧合在一起作为研究对象 系统 则系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 a 动量守恒 机械能守恒b 动量不守恒 机械能不守恒c 动量守恒 机械能不守恒d 动量不守恒 机械能守恒 b 答案b在弹簧压缩至最短的过程中 受到墙对弹簧向右的作用力 系统动量不守恒 子弹射入木块的过程中有部分动能转化为内能 所以机械能不守恒 2 如图所示 物体a的质量是b的2倍 中间有一压缩弹簧 放在光滑水平面上 由静止同时放开两物体后一小段时间内 a a的速度大小是b的一半b a的动量大于b的动量c a受的弹簧弹力大于b受的弹簧弹力d 总动量不为零 答案a因a b开始静止 由动量守恒定律知 放开手后 a的动量和b的动量大小相等 方向相反 总动量为零 所以b d错 分别对a b受力分析知 a受的弹簧弹力等于b受的弹簧弹力 c错 mava mbvb ma 2mb 2mbva mbvb vb 2va a对 a 3 质量为m的炮弹沿水平方向飞行 其动能为ek 突然在空中爆炸成质量相同的两块 其中一块向后飞去 动能为 另一块向前飞去 则向前飞去的那块的动能为 a b ekc ekd ek 答案b设向前飞去的那块的动能为ek 则其动量p 炮弹在空中爆炸 动量守恒 解得ek ek 选项b正确 b 深化拓展 考点一动量守恒的判断方法 考点二动量守恒定律的应用 深化拓展考点一动量守恒的判断方法1 根据动量守恒的条件 由系统所受的合外力是否为零来判断系统的动量是否守恒 2 根据物理情景研究初 末动量 直接判断动量是否守恒 情景素材 教师备用 下列四幅图所反映的物理过程中 系统动量守恒的是哪个 1 1 多选 木块a和b用一根轻弹簧连接起来 放在光滑水平面上 a紧靠在墙壁上 在b上施加向左的水平力f使弹簧压缩 如图所示 当撤去外力f后 下列说法中正确的是 a a离开墙壁前 a和b组成的系统的动量守恒b a离开墙壁前 a和b组成的系统的动量不守恒c a离开墙壁后 a b组成的系统的动量守恒d a离开墙壁后 a b组成的系统的动量不守恒 bc 答案bc在a离开墙壁前弹簧伸长的过程中 对a和b组成的系统 由于受到墙给a的弹力作用 所以a b组成的系统的动量不守恒 因此b选项正确 a选项错误 a离开墙壁后 a b组成的系统所受合外力为零 因此动量守恒 故c选项正确 d选项错误 1 2如图所示 光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧 两手分别按住小车 使它们静止 对两车及弹簧组成的系统 下列说法中错误的是 a 两手同时放开后 系统总动量始终为零b 先放开左手 后放开右手 动量不守恒c 先放开左手 后放开右手 总动量向左d 无论何时放手 只要两手放开后在弹簧恢复原长的过程中 系统总动量都保持不变 但系统的总动量不一定为零 b 答案b当两手同时放开时 系统所受的合外力为零 所以系统的动量守恒 又因为开始时总动量为零 故系统总动量始终为零 选项a正确 先放开左手 左边的小车就向左运动 当再放开右手后 系统所受合外力为零 故系统的动量守恒 且此时总动量方向向左 故选项b错误 c正确 无论何时放手 两手放开后在弹簧恢复原长的过程中 系统所受的合外力为零 总动量都保持不变 但系统的总动量不一定为零 d正确 考点二动量守恒定律的应用一 解题的一般思路 2 1如图所示 两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上 有一人静止站在a车上 两车静止 若这个人自a车跳到b车上 接着又跳回a车 静止于a车上 则a车的速率 a 等于零b 小于b车的速率c 大于b车的速率d 等于b车的速率 b 答案b设人的质量为m 两小车的质量均为m 人来回跳跃后人与a车的速度为v1 b车的速度为v2 根据题意知 人车组成的系统水平方向动量守恒 由题意有 p0 0 人来回跳跃后的总动量p m m v1 mv2 由动量守恒有p0 p 解得v1 v2 其中负号表示v1 v2的方向相反 小车a的速率小于小车b的速率 2 2如图所示 质量均为2m的完全相同的长木板a b并排静止放置在光滑水平面上 一个质量为m的铁块c以v0 1 8m s的水平速度从左端滑到长木板a的上表面 并最终停留在长木板b上 已知b c最终的共同速度为v 0 4m s 求 1 长木板a的最终速度v1 2 铁块c刚离开长木板a时的瞬时速度v2 答案见解析 解析 1 由动量守恒定律 知mv0 2mv1 m 2m v解得v1 0 3m s 方向与v0同向 2 铁块刚离开a时 a b具有相同的速度 由动量守恒定律有mv0 mv2 4mv1解得v2 0 6m s 方向与v0同向 二 近似的动量守恒相互作用的物体间如果内力远大于外力 外力可忽略不计 则动量守恒 例如爆炸 碰撞 打击等 爆炸与碰撞的共同特点 相互作用力是变力 作用时间极短 作用力很大 如果不受外力或内力远大于外力 均可以应用动量守恒定律 2 3一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v 2m s 爆炸成为甲 乙两块水平飞出 甲 乙的质量比为3 1 不计质量损失 取重力加速度g 10m s2 则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是 b 答案b平抛运动时间t 1s 爆炸过程遵守动量守恒定律 设弹丸质量为m 则mv mv甲 mv乙 又v甲 v乙 t 1s 则有x甲 x乙 2m 将各选项中数据代入计算得b正确 2 4如图所示 在水平光滑直轨道上 静止着三个质量均为m 1kg的小球a b c 现让a球以va 4m s的速度向右 b球以vb 2m s的速度向左同时相向运动 a b两球碰撞后粘合在一起继续向右运动 再跟c球碰撞 c球的最终速度为vc 1m s 求 1 a b两球跟c球相碰前的共同速度大小 2 a b两球跟c球相碰后的速度大小 答案 1 1m s 2 0 5m s 解析 1 对a b两球由动量守恒定律mava mbvb ma mb vv m s 1m s 2 对a b和c由动量守恒定律得 ma mb v ma mb v1 mcvcv1 m s 0 5m s 2 5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 若不计水的黏滞阻力 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 三 人船模型 答案见解析 解析设某时刻人对地的速率为v1 船对地的速率为v2 根据动量守恒得mv1 mv2 0 因为在人从船头走到船尾的整个过程中动量时刻满足守恒 对 式两边同乘以 t 得mx1 mx2 0 式为人对地的位移和船对地的位移关系 由图还可看出 x1 x2 l 联立 两式得 2 6如图所示 一辆小车静止在光滑水平面上 a b两人分别站在车的两端 当两人同时相向运动时 a 若小车不动 两人速率一定相等b 若小车向左运动 a的动量一定比b的小c 若