【志鸿优化设计】（浙江专用）高考物理一轮复习 ⅠB部分第十四章 动量守恒第一节动量守恒定律及其应用教学案.doc

第十四章 动量守恒考纲要求权威解读动量、动量守恒定律及其应用1.理解动量守恒定律的内容，熟练掌握在一维情况下解题的方法和步骤；2.能够解决与简单的能量守恒结合的综合问题弹性碰撞和非弹性碰撞探究碰撞中的不变量实验掌握验证、探究动量守恒的实验方法第一节 动量守恒定律及其应用一、动量守恒定律1动量(1)定义：物体的_与_的乘积。(2)表达式：p_。(3)方向：动量的方向与_的方向相同。2动量守恒定律(1)定律内容：一个系统_或者_时，这个系统的总动量保持不变。(2)公式表达：m1v1m2v2_。(3)适用条件和适用范围系统不受外力或者所受外力的矢量和为_；系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；如爆炸、碰撞等过程，可以近似认为系统的动量守恒。系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上_。全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。二、碰撞与反冲1碰撞(1)定义：相互作用的几个物体，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。2碰撞分类弹性碰撞：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_。3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。1关于物体的动量，下列说法中正确的是( )a运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向b物体的加速度不变，其动量一定不变c动量越大的物体，其速度一定越大d物体的动量越大，其惯性也越大2下列论述中错误的是( )a相互作用的物体，如果所受合外力为零，则它们的总动量保持不变b动量守恒是指相互作用的各个物体在相互作用前后的动量不变c动量守恒是相互作用的各个物体组成的系统在相互作用前的动量之和与相互作用之后的动量之和是一样的d动量守恒是相互作用的物体系在相互作用过程中的任何时刻动量之和都是一样的3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( )aa的速度是b的一半 ba的动量大于b的动量ca受的力大于b受的力 d总动量为零4易错辨析：请你判断下列表述正确与否，对不正确的，请予以更正。(1)若两物体的动量相等，则质量大的动能大。(2)质量为m的小球以速度v向墙壁撞去，碰后小球的速度大小不变，方向相反，则在此过程中，小球动量的变化量大小为0。(3)系统的动量守恒，机械能不一定守恒。(4)当质量相等时，发生完全弹性碰撞的两个球碰撞前后速度交换。(5)光滑水平面上的两球做相向运动，发生正碰后两球均变为静止，于是可以断定碰撞前两球的动量大小一定相等。一、对动量、动量变化量、动能的理解自主探究1思考1：完成下面表格。思考2：动量与动能的关联方程有哪些？二、对动量守恒条件的理解自主探究2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( )aa尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒ba尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒ca离开墙壁后，a、b组成的系统动量守恒da离开墙壁后，a、b组成的系统动量不守恒思考1：动量守恒的条件是什么？思考2：a尚未离开墙壁前，墙壁对“a和b组成的系统”的弹力属于内力还是外力？系统动量守恒吗？a离开墙壁后呢？三、对动量守恒定律“五性”的深入理解自主探究3思考：完成下列表格。五性具体内容系统性相对性瞬时性矢量性普适性命题研究一、动量守恒定律的基本应用【题例1】 (2012天津理综)如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高也为h，坡道底端与台面相切。小球a从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球b发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：(1)小球a刚滑至水平台面的速度va；(2)a、b两球的质量之比mamb。解题要点：规律总结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。命题研究二、动量守恒定律的综合应用【题例2】 如图，a、b、c三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，b、c之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连。将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把b和c紧连，使弹簧不能伸展，以至于b、c可视为一个整体。现a以初速v0沿b、c的连线方向朝b运动，与b相碰并粘合在一起。以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使c与a、b分离。已知c离开弹簧后的速度恰为v0。求弹簧释放的势能。解题要点：规律总结解决多物体系统动量守恒问题的技巧(1)灵活选取系统的构成，根据题目的特点可选取其中动量守恒或能量守恒的几个物体为研究对象，不一定选所有的物体为研究对象。(2)灵活选取物理过程。在综合题目中，物体运动常有几个不同过程，根据题目的已知、未知灵活地选取物理过程来研究。列方程前要注意鉴别判断所选过程动量、机械能的守恒情况。1如图所示，物体a静止在光滑的水平面上，a的左边固定有轻质弹簧，与a质量相等的物体b以速度v向a运动并与弹簧发生碰撞，a、b始终沿同一直线运动，则a、b组成的系统动能损失最大的时刻是( )aa开始运动时 ba的速度等于v时cb的速度等于零时 da和b的速度相等时2在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的a球与质量为2m、静止的b球碰撞后，a球的速度方向与碰撞前相反。则碰撞后b球的速度大小可能是( )a0.6v b0.4vc0.3v d0.2v3质量为m的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比m/m可能为( )a2 b3 c4 d54(2012山东淄博一模)如图所示，水平光滑地面上依次放置着质量m0.08 kg的10块完全相同长直木板。一质量m1.0 kg、大小可忽略的小铜块以初速度v06.0 m/s从长木板左侧滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为v14.0 m/s。铜块最终停在第二块木板上。(取g10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：(1)第一块木板的最终速度；(2)铜块的最终速度。参考答案基础梳理自测知识梳理一、1.(1)质量速度(2)mv(3)速度2(1)不受外力所受外力的合力为零(2)m1v1m2v2(3)零动量守恒二、1.(2)大于2没有损失有损失最大3(2)远大于基础自测1a解析：物体有加速度，速度一定会发生变化，选项b错误；由pmv知，选项c、d均错误，故只有选项a正确。2b解析：动量守恒是指相互作用的各个物体在相互作用前后的动量之和保持不变，选项b错误。3ad解析：由系统动量守恒定律可知，0mavambvb，故选项a、d正确而b错误；由牛顿第三定律得，选项c错误。4b解析：两车和人组成的系统位于光滑的水平面上，因而该系统在水平方向上动量守恒。设人的质量为m1，车的质量为m2，人跳回a车时，a、b车的速率分别为v1、v2，则由动量守恒定律得(m1m2)v1m2v20，所以有v1v2，1，故v1v2，选项b正确。4答案：(1)错误。动量与动能的关系式为ek，动量相等，质量大的动能小。(2)错误。动量的变化量大小为2mv。(3)正确。(4)正确。(5)正确。核心理解深化【自主探究1】 提示：1.2.ek，ekpv；p，p【自主探究2】 bc解析：在a离开墙壁前、弹簧伸长的过程中，对a和b构成的系统，由于受到墙给a的弹力作用，所以a、b构成的系统动量不守恒，因此b选项正确，a选项错误；a离开墙壁后，a、b构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。提示：1.守恒条件：(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。(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，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。2a尚未离开墙壁前，墙壁对“a和b组成的系统”的弹力属于外力，系统动量不守恒；a离开墙壁后，“a和b组成的系统”所受合外力为零，系统动量守恒。【自主探究3】 答案：五性具体内容系统性研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统。相对性应用时，系统中各物体在相互作用前后的动量，必须相对于同一惯性系，通常均为对地的速度。瞬时性公式中，p1、p2必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1、p2必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量，不同时刻的动量不能相加。矢量性对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应先选取正方向，凡是与选取的正方向一致的动量为正值，相反为负值。普适性动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统。考向探究突破【题例1】 答案：(1)(2)13解析：(1)小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中，由机械能守恒定律得maghmav解得va(2)设两球碰撞后共同的速度为v，由动量守恒定律得mava(mamb)v粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动，设运动时间为t，由运动学公式，在竖直方向上有hgt2在水平方向上有vt联立上述各式得mamb13【题例2】 答案：mv解析：设碰后a、b和c的共同速度的大小为v，由动量守恒有3mvmv0设c离开弹簧时，a、b的速度大小为v1，由动量守恒有3mv2mv1mv0设弹簧的弹性势能为ep，从细线断开到c与弹簧分开的过程中机械能守恒，有(3m)v2ep(2m)vmv由式得弹簧所释放的势能为epmv。演练巩固提升1d解析：当b触及弹簧后减速，而物体a加速，当a、b两物体速度相等时，a、b间距离最小，弹簧压缩量最大，弹性势能最大。由能量守恒定律可知系统损失的动能最多，故只有选项d正确。2a解析：由动量守恒定律得：设小球a碰前的速度方向为正，则：mvmv12mv2则2v2v1vv；v2，即v20.5v，选项a正确。3ab解析：两物块在碰撞中动量守恒：mvmv1mv2，由碰撞中总能量不增加有：mv2mvmv，再结合题给条件mv1mv2，联立有3，故选项a、b正确。4b解析：木箱和小木块具有向右的动