2018高考物理大一轮复习：碰撞、动量守恒定律（6份打包有课件）

精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 1 / 522018 高考物理大一轮复习：碰撞、动量守恒定律（6 份打包有课件）文章来源m 第 1 节动量动量定理动量守恒定律一、冲量、动量和动量定理1冲量(1)定义：力和力的作用时间的乘积(2)公式：IFt，适用于求恒力的冲量(3)方向：与力的方向相同2动量(1)定义：物体的质量与速度的乘积(2)表达式：pmv.(3)单位：千克m/s.(4)特征：动量是状态量，是矢量，其方向和速度方向相同3动量定理(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的变化量(2)表达式：F 合tppp.(3)矢量性：动量变化量方向与合力的方向相同，可以在某一方向上用动量定理精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 2 / 52二、动量守恒定律1系统：相互作用的几个物体构成系统系统中各物体之间的相互作用力称为内力，外部其他物体对系统的作用力叫做外力2定律内容：如果一个系统不受外力作用，或者所受的合外力为零，这个系统的总动量保持不变3定律的表达式m1v1m2v2m1v1m2v2，两个物体组成的系统初动量等于末动量可写为：pp、p0 和 p1p24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自我诊断1判断正误(1)动量越大的物体，其运动速度越大()(2)物体的动量越大，则物体的惯性就越大()(3)物体的动量变化量等于某个力的冲量()精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 3 / 52(4)动量是过程量，冲量是状态量()(5)物体沿水平面运动，重力不做功，重力的冲量也等于零()(6)系统动量不变是指系统的动量大小和方向都不变()2(2017广东广州调研)(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动量大小相等，则动能也相等解析：选 Ac.根据动能 Ek12mv2 可知，动量 p2mEk，两个质量不同的物体，当动能相等时，质量大的动量大，A 正确、B 错误；若动量大小相等，则质量大的动能小，c 正确、D 错误3篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球接球时，两手随球迅速收缩至胸前这样做可以()A减小球对手的冲量 B减小球对手的冲击力c减小球的动量变化量 D减小球的动能变化量解析：选 B.由动量定理 Ftp 知，接球时两手随球迅速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球对手的冲击力，选项 B 正确4(2017河南开封质检)(多选)如图所示，光滑水精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 4 / 52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，下列说法中正确的是()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，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解析：选 AcD.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，左边的物体就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，故选项 B 错，而 c、D 正确5(2017湖南邵阳中学模拟)一个质量 m1.0kg 的物体，放在光滑的水平面上，当物体受到一个 F10N 与水平面成 30角斜向下的推力作用时，在 10s 内推力的冲量大小为_Ns，动量的增量大小为_kgm/s.解析：根据 pFt，可知 10s 内推力的冲量大小精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 5 / 52pFt100Ns，根据动量定理有 Ftcos30p.代入数据解得 p503kgm/s.答案：10086.6考点一动量定理的理解及应用1应用动量定理时应注意两点(1)动量定理的研究对象是一个质点(或可视为一个物体的系统)(2)动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，各个矢量必须选同一个正方向2动量定理的三大应用(1)用动量定理解释现象物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小(2)应用 Ip 求变力的冲量(3)应用 pFt 求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化量典例 1(2016高考全国乙卷)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 的喷精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 6 / 52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解析(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mtv0S(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12(m)v2(m)gh12(m)v20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，由力的平衡条件得精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 7 / 52Fmg联立式得hv202gm2g22v20S2答案(1)v0S(2)v202gm2g22v20S2(1)用动量定理解题的基本思路(2)对过程较复杂的运动，可分段用动量定理，也可整个过程用动量定理1如图所示，一个质量为 0.18kg 的垒球，以 25m/s 的水平速度向左飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为 45m/s，则这一过程中动量的变化量为()A大小为 3.6kgm/s，方向向左B大小为 3.6kgm/s，方向向右c大小为 12.6kgm/s，方向向左D大小为 12.6kgm/s，方向向右解析：选 D.选向左为正方向，则动量的变化量pmv1mv012.6kgm/s，大小为12.6kgm/s，负号表示其方向向右，D 正确精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 8 / 522.质量为 1kg 的物体做直线运动，其速度图象如图所示则物体在前 10s 内和后 10s 内所受外力的冲量分别是()A10NsB10Nsc010NsD010Ns解析：选 D.由图象可知，在前 10s 内初、末状态的动量相同，p1p25kgm/s，由动量定理知 I10；在后10s 内末状态的动量 p35kgm/s，由动量定理得I2p3p210Ns，故正确答案为 D.3如图所示，在倾角为 的斜面上，有一个质量是 m 的小滑块沿斜面向上滑动，经过时间 t1，速度为零后又下滑，经过时间 t2，回到斜面底端滑块在运动过程中，受到的摩擦力大小始终是 Ff，在整个运动过程中，摩擦力对滑块的总冲量大小为_，方向是_；合力对滑块的总冲量大小为_，方向是_解析：摩擦力先向下后向上，因上滑过程用时短，故摩擦力的冲量为 Ff(t2t1)，方向与向下运动时的摩擦力的方向相同，故沿斜面向上合力的冲量为 mg(t1t2)sinFf(t1t2)，沿斜面向下精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 9 / 52答案：Ff(t2t1)沿斜面向上mg(t1t2)sinFf(t1t2)沿斜面向下4如图所示，一质量为 m 的长木板在光滑水平面上以速度v0 向右运动，一质量为 m 的小铁块在木板上以速度 v0 向左运动，铁块与木板间存在摩擦为使木板能保持速度 v0 向右匀速运动，必须对木板施加一水平力，直至铁块与木板达到共同速度 v0.设木板足够长，求此过程中水平力的冲量大小解析：考虑 m、m 组成的系统，设 m 运动的方向为正方向，根据动量定理有 Ft(mm)v0(mv0mv0)2mv0则水平力的冲量 IFt2mv0.答案：2mv05(2017甘肃兰州一中模拟)如图所示，一质量为m2kg 的铁锤从距地面 h3.2m 高处自由下落，恰好落在地面上的一个质量为 m6kg 的木桩上，随即与木桩一起向下运动，经时间 t0.1s 停止运动求木桩向下运动时受到地面的平均阻力大小(铁锤的横截面小于木桩的横截面，木桩露出地面部分的长度忽略不计，重力加速度 g 取10m/s2)解析：铁锤下落过程中机械能守恒，则 v2gh8m/s.精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 10 / 52铁锤与木桩碰撞过程中动量守恒，mv(mm)v，v2m/s.木桩向下运动，由动量定理(规定向下为正方向)得(mm)gft0(mm)v，解得 f240N.答案：240N6(2016河南开封二模)如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量 m20kg.从水枪中喷出的水柱的横截面积 S10cm2，速度 v10m/s，水的密度1.0103kg/m3.若用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁，且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中当有质量 m5kg 的水进入小车时，试求：(1)小车的速度大小；(2)小车的加速度大小解析：(1)流进小车的水与小车组成的系统动量守恒，设当进入质量为 m 的水后，小车速度为 v1，则 mv(mm)v1，即 v1mvmm2m/s(2)质量为 m 的水流进小车后，在极短的时间 t 内，冲击小车的水的质量 mS(vv1)t，设此时水对车的冲击力为 F，则车对水的作用力为F，由动量定理有Ftmv1mv，得 FS(vv1)264N，小车的加速度 aFmm2.56m/s2精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 11 / 52答案：(1)2m/s(2)2.56m/s2考点二动量守恒定律的理解及应用1动量守恒的“四性”(1)矢量性：表达式中初、末动量都是矢量，需要首先选取正方向，分清各物体初末动量的正、负(2)瞬时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时刻的总动量相等(3)同一性：速度的大小跟参考系的选取有关，应用动量守恒定律，各物体的速度必须是相对同一参考系的速度一般选地面为参考系(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统2动量守恒定律的不同表达形式(1)m1v1m2v2m1v1m2v2，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)p1p2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向(3)p0，系统总动量的增量为零典例 2(2017山东济南高三质检)光滑水平轨道上有三个木块 A、B、c，质量分别为 mA3m、mBmcm，开始时 B、c 均静止，A 以初速度 v0 向右运动，A 与 B 碰撞精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 12 / 52后分开，B 又与 c 发生碰撞并粘在一起，此后 A 与 B 间的距离保持不变求 B 与 c 碰撞前 B 的速度大小解析设 A 与 B 碰撞后，A 的速度为 vA，B 与 c 碰撞前 B 的速度为 vB，B 与 c 碰撞后粘在一起的速度为 v，由动量守恒定律得对 A、B 木块：mAv0mAvAmBvB对 B、c 木块：mBvB(mBmc)v由 A 与 B 间的距离保持不变可知vAv联立式，代入数据得vB65v0答案65v0应用动量守恒定律解题的步骤(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(或某一方向上动量是否守恒)；(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，必要时讨论说明精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 13 / 521如图所示，在光滑的水平面上放有一物体 m，物体 m 上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为 R，最低点为 c，两端A、B 等高，现让小滑块 m 从 A 点由静止开始下滑，在此后的过程中，则()Am 和 m 组成的系统机械能守恒，动量守恒Bm 和 m 组成的系统机械能守恒，动量不守恒cm 从 A 到 c 的过程中 m 向左运动，m 从 c 到 B 的过程中m 向右运动Dm 从 A 到 B 的过程中，m 运动的位移为 mRmm解析：选 B.m 和 m 组成的系统机械能守恒，总动量不守恒，但水平方向动量守恒，A 错误，B 正确；m 从 A 到 c 过程中，m 向左加速运动，当 m 到达 c 处时，m 向左速度最大，m 从c 到 B 过程中，m 向左减速运动，c 错误；在 m 从 A 到 B 过程中，有 mxmmxm，xmxm2R，得 xm2mR/(mm)，D错误2(2016广东湛江联考)如图所示，质量均为 m 的小车和木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为 2m 的小孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面运动的速度为 v，木箱运动到右侧墙壁时与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后能被小孩接住，求：精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 14 / 52(1)小孩接住箱子后共同速度的大小；(2)若小孩接住箱子后再次以相对于冰面的速度 v 将木箱向右推出，木箱仍与竖直墙壁发生弹性碰撞，判断小孩能否再次接住木箱解析：(1)取向左为正方向，根据动量守恒定律可得推出木箱的过程中 0(m2m)v1mv，接住木箱的过程中 mv(m2m)v1(mm2m)v2.解得 v2v2.(2)若小孩第二次将木箱推出，根据动量守恒定律可得4mv23mv3mv，则 v3v，故无法再次接住木箱答案：(1)v2(2)否3(2017山东济南高三质检)如图所示，光滑水平轨道上放置长板 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 的速度匀速向右运动，A与 c 相碰撞(时间极短)后 c 向右运动，经过一段时间，A、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与 c 碰撞求 A 与 c 发生碰撞后瞬间 A 的速度大小精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 15 / 52解析：因碰撞时间极短，A 与 c 碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间 A 的速度大小为 vA，c 的速度大小为 vc，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0mAvAmcvc，A 与 B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为 vAB，由动量守恒定律得 mAvAmBv0(mAmB)vAB，A、B 达到共同速度后恰好不再与 c 碰撞，应满足vABvc，联立解得 vA2m/s.答案：2m/s4人和冰车的总质量为 m，另一木球质量为 m，且mm312.人坐在静止于水平冰面的冰车上，以速度v(相对地面)将原来静止的木球沿冰面推向正前方向的固定挡板，不计一切摩擦阻力，设小球与挡板的碰撞是弹性的，人接住球后，再以同样的速度 v(相对地面)将球推向挡板求人推多少次后不能再接到球？解析：设第 1 次推球后人的速度为 v1，有 0mv1mv，第 1 次接球后人的速度为 v1，有 mv1mv(mm)v1；第 2 次推球(mm)v1mv2mv，第 2 次接球 mv2mv(mm)v2第 n 次推球精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 16 / 52(mm)vn1mvnmv，可得 vnmvm，当 vnv 时人便接不到球，可得 n8.25，取 n9.答案：9 次课时规范训练基础巩固题组1关于物体的动量，下列说法中正确的是()A物体的动量越大，其惯性也越大B同一物体的动量越大，其速度不一定越大c物体的加速度不变，其动量一定不变D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解析：选 D.惯性大小的唯一量度是物体的质量，如果物体的动量大，但也有可能物体的质量很小，所以不能说物体的动量大其惯性就大，故 A 错误；动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即 pmv，同一物体的动量越大，其速度一定越大，故 B 错误；加速度不变，速度是变化的，所以动量一定变化，故 c 错误；动量是矢量，动量的方向就是物体运动的方向，故 D 正确2.运动员向球踢了一脚(如图)，踢球时的力 F100N，球在地面上滚动了 t10s 停下来，则运动员对球的冲量为()精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 17 / 52A1000Nsc零 D无法确定解析：选 D.滚动了 t10s 是地面摩擦力对足球的作用时间不是踢球的力的作用时间，由于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量3(多选)如图所示为两滑块 m、N 之间压缩一轻弹簧，滑块与弹簧不连接，用一细绳将两滑块拴接，使弹簧处于锁定状态，并将整个装置放在光滑的水平面上烧断细绳后到两滑块与弹簧分离的过程中，下列说法正确的是()A两滑块的动量之和变大B两滑块与弹簧分离后动量等大反向c如果两滑块的质量相等，则分离后两滑块的速率也相等D整个过程中两滑块的机械能增大解析：选 BcD.对两滑块所组成的系统，互推过程中，合外力为零，总动量守恒且始终为零，A 错误；由动量守恒定律得 0mmvmmNvN，显然两滑块动量的变化量大小相等，方向相反，B 正确；当 mmmN 时，vmvN，c 正确；由于弹簧的弹性势能转化为两滑块的动能，则两滑块的机械能增大，D 正确精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 18 / 524(多选)静止在湖面上的小船中有两人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，先将甲球向左抛，后将乙球向右抛抛出时两小球相对于河岸的速率相等，水对船的阻力忽略不计，则下列说法正确的是()A两球抛出后，船向左以一定速度运动B两球抛出后，船向右以一定速度运动c两球抛出后，船的速度为 0D抛出时，人给甲球的冲量比人给乙球的冲量大解析：选 cD.水对船的阻力忽略不计，根据动量守恒定律，两球抛出前，由两球、人和船组成的系统总动量为 0，两球抛出后的系统总动量也是 0.两球质量相等，速度大小相等，方向相反，合动量为 0，船的动量也必为 0，船的速度必为0.具体过程是：当甲球向左抛出后，船向右运动，乙球抛出后，船静止人给甲球的冲量 I 甲mv0，人给乙球的冲量 I2mvmv，v是甲球抛出后的船速，方向向右，所以乙球的动量变化量小于甲球的动量变化量，乙球所受冲量也小于甲球所受冲量5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()精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 19 / 52A.m2ghtmg B.m2ghtmgc.mghtmgD.mghtmg解析：选 A.由动量定理得(mgF)t0mv，得Fm2ghtmg.选项 A 正确6.(多选)静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力 F 的作用，拉力 F 随时间 t 变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是()A04s 内物体的位移为零B04s 内拉力对物体做功为零c4s 末物体的动量为零D04s 内拉力对物体的冲量为零解析：选 BcD.由图象可知物体在 4s 内先做匀加速后做匀减速运动，4s 末的速度为零，位移一直增大，A 错；前 2s 拉力做正功，后 2s 拉力做负功，且两段时间做功代数和为零，故 B 正确；4s 末的速度为零，故动量为零，故 c 正确；根据动量定理，04 秒内动量的变化量为零，所以拉力对物体的冲量为零，故 D 正确7如图所示，甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务某时刻甲、乙都以大小为v02m/s 的速度相向运动，甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点甲和他的装备总质量为 m190kg，乙和他精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 20 / 52的装备总质量为 m2135kg，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为 m45kg 的物体 A 推向甲，甲迅速接住 A 后即不再松开，此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动，且安全“飘”向空间站(设甲、乙距离空间站足够远，本题中的速度均指相对空间站的速度)(1)乙要以多大的速度 v(相对于空间站)将物体 A 推出？(2)设甲与物体 A 作用时间为 t0.5s，求甲与 A 的相互作用力 F 的大小解析：(1)以甲、乙、A 三者组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以乙的方向为正方向，则有：m2v0m1v0(m1m2)v1以乙和 A 组成的系统为研究对象，有：m2v0(m2m)v1mv代入数据联立解得v10.4m/s，v5.2m/s(2)以甲为研究对象，由动量定理得，Ftm1v1(m1v0)代入数据解得 F432N答案：(1)5.2m/s(2)432N综合应用题组精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 21 / 528.(多选)如图把重物压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下面拉出，解释这些现象的正确说法是()A在缓慢拉动纸带时，重物和纸带间的摩擦力大B在迅速拉动时，纸带给重物的摩擦力小c在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D在迅速拉动时，纸带给重物的冲量小解析：选 cD.在缓慢拉动纸带时，两物体之间的作用力是静摩擦力，在迅速拉动时，它们之间的作用力是滑动摩擦力由于通常认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，所以一般情况是缓拉摩擦力小，快拉摩擦力大，故判断 A、B 都错；在缓慢拉动纸带时，摩擦力虽小些，但作用时间可以很长，故重物获得的冲量即动量的变化可以很大，所以能把重物带动，快拉时，摩擦力虽大些，但作用时间很短，故冲量小，所以重物动量改变很小9(多选)某同学质量为 60kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为 2m/s 的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是 140kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上则()A人和小船最终静止在水面上B该过程同学的动量变化量为 105kgm/s精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 22 / 52c船最终的速度是 0.95m/sD船的动量变化量是 105kgm/s解析：选 BD.规定人原来的速度方向为正方向，设人上船后，船与人共同速度为 v.由题意，水的阻力忽略不计，该同学跳上小船后与小船达到同一速度的过程，人和船组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，则由动量守恒定律得：m人 v 人m 船 v 船(m 人m 船)v，代入数据解得：v0.25m/s，方向与人的速度方向相同，与船原来的速度方向相反故 A 错误，c 错误；人的动量的变化 p 为：pm 人 vm 人 v 人60(0.252)105kgm/s，负号表示方向与选择的正方向相反；故 B 正确；船的动量变化量为：pm 船 vm 船 v 船140(0.250.5)105kgm/s；故 D 正确10如图所示，一质量 m3.0kg 的长方形木板 B 放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为 m1.0kg 的小木块 A.现以地面为参照系，给 A 和 B 以大小均为 4.0m/s，方向相反的初速度，使 A 开始向左运动，B 开始向右运动，但最后 A并没有滑离木板 B.站在地面的观察者看到在一段时间内小木块 A 正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板 B相对地面的速度大小可能是()A2.4m/sB2.8m/s精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 23 / 52c3.0m/sD1.8m/s解析：选 A.A 相对地面速度为 0 时，木板的速度为 v1，由动量守恒得(向右为正)：mvmvmv1，解得：v183m/s.木块从此时开始向右加速，直到两者有共速为 v2，由动量守恒得：mvmv(mm)v2，解得：v22m/s，故 B 对地的速度在 2m/s83m/s 范围内，选项 A 正确11如图甲所示，物块 A、B 的质量分别是 mA4.0kg 和mB3.0kg.用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B 右侧与竖直墙相接触，另有一物块 c 从 t0 时以一定速度向右运动，在 t4s 时与物块 A 相碰，并立即与 A 粘在一起不再分开，物块 c 的 vt 图象如图乙所示，求：(1)物块 c 的质量 mc；(2)从物块 c 与 A 相碰到 B 离开墙的运动过程中弹簧对 A 物体的冲量大小解析：(1)由图可知，c 与 A 碰前速度为 v19m/s，碰后速度为 v23m/s，c 与 A 碰撞过程动量守恒，mcv1(mAmc)v2，代入数据解得 mc2kg.(2)12s 时 B 离开墙壁，此时 B 速度为零，A、c 速度相等时，v3v2从物块 c 与 A 相碰到 B 离开墙的运动过程中，A、c 两物体的动量变化为：精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 24 / 52p(mAmc)v3(mAmc)v2从物块 c 与 A 相碰到 B 离开墙的运动过程中弹簧对 A 物体的冲量大小为I2(mAmc)v2，代入数据整理得到 I36Ns.答案：(1)2kg(2)36Ns12.如图所示，质量为 0.4kg 的木块以 2m/s 的速度水平地滑上静止的平板小车，小车的质量为 1.6kg，木块与小车之间的动摩擦因数为 0.2(g 取 10m/s2)设小车足够长，求：(1)木块和小车相对静止时小车的速度；(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间；(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离解析：(1)以木块和小车为研究对象，由动量守恒定律可得mv0(mm)v解得：vmmmv00.4m/s.(2)再以木块为研究对象，由动量定理可得mgtmvmv0解得：tv0vg0.8s.(3)木块做匀减速运动，加速度为a1Ffmg2m/s2小车做匀加速运动，加速度为a2Ffmmgm0.5m/s2精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 25 / 52在此过程中木块的位移为x1v2v202a10.96m车的位移为：x212a2t2120.50.82m0.16m由此可知，木块在小车上滑行的距离为：xx1x20.8m.答案：(1)0.4m/s(2)0.8s(3)0.8m第 2 节碰撞与能量守恒一、碰撞1概念：碰撞指的是物体间相互作用持续时间很短，物体间相互作用力很大的现象，在碰撞过程中，一般都满足内力远大于外力，故可以用动量守恒定律处理碰撞问题2分类(1)弹性碰撞：这种碰撞的特点是系统的机械能守恒，相互作用过程中遵循的规律是动量守恒和机械能守恒(2)非弹性碰撞：在碰撞过程中机械能损失的碰撞，在相互作用过程中只遵循动量守恒定律(3)完全非弹性碰撞：这种碰撞的特点是系统的机械能损失最大，作用后两物体粘合在一起，速度相等，相互作用过程中只遵循动量守恒定律二、动量与能量的综合1区别与联系：动量守恒定律和机械能守恒定律所研究的精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 26 / 52对象都是相互作用的物体所构成的系统，且研究的都是某一个物理过程但两者守恒的条件不同：系统动量是否守恒，决定于系统所受合外力是否为零；而机械能是否守恒，决定于系统是否有除重力和弹簧弹力以外的力是否做功2表达式不同：动量守恒定律的表达式为矢量式，机械能守恒定律的表达式则是标量式，对功和能量只是代数和而已自我诊断1判断正误(1)碰撞过程只满足动量守恒，不可能满足动能守恒()(2)发生弹性碰撞的两小球有可能交换速度()(3)完全非弹性碰撞不满足动量守恒()(4)无论哪种碰撞形式都满足动量守恒，而动能不会增加()(5)爆炸现象中因时间极短，内力远大于外力，系统动量守恒()(6)反冲运动中，动量守恒，动能也守恒()2(2017山西运城康杰中学模拟)(多选)有关实际中的现象，下列说法正确的是()A火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度B体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 27 / 52c用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响D为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好解析：选 ABc.根据反冲运动的特点与应用可知，火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度故 A 正确；体操运动员在落地的过程中，动量变化一定由动量定理可知，运动员受的冲量 I 一定；由 IFt 可知，体操运动员在着地时屈腿是延长时间 t，可以减小运动员所受到的平均冲力F，故 B 正确；用枪射击时子弹给枪身一个反作用力，会使枪身后退，影响射击的准确度，所以为了减少反冲的影响，用枪射击时要用肩部抵住枪身故 c 正确；为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，就要延长碰撞的时间，由 IFt可知位于车体前部的发动机舱不能太坚固故 D 错误3甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为 3m/s 和 1m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为 2m/s.甲、乙两物体质量之比为()A23B25c35D53解析：选 c.选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 m 甲 v1m 乙 v2m 甲 v1m 乙精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 28 / 52v2，代入数据，可得 m 甲m 乙35，c 正确4.质量为 ma1kg，mb2kg 的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移时间图象如图所示，则可知碰撞属于()A弹性碰撞 B非弹性碰撞c完全非弹性碰撞D条件不足，不能确定解析：选 A.由 xt 图象知，碰撞前va3m/s，vb0，碰撞后 va1m/s，vb2m/s，碰撞前动能 12mav2a12mbv2b92j，碰撞后动能12mava212mbvb292j，故机械能守恒；碰撞前动量mavambvb3kgm/s，碰撞后动量mavambvb3kgm/s，故动量守恒，所以碰撞属于弹性碰撞5(2016高考天津卷)如图所示，方盒 A 静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块 B，盒的质量是滑块的 2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为 ；若滑块以速度 v 开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则此时盒的速度大小为_；滑块相对于盒运动的路程精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 29 / 52为_解析：设滑块质量为 m，则盒子的质量为 2m；对整个过程，由动量守恒定律可得 mv3mv 共解得 v 共v3.由功能关系可得 mgs12mv212v32解得 sv23g.答案：v3v23g考点一碰撞问题1解析碰撞的三个依据(1)动量守恒：p1p2p1p2.(2)动能不增加：Ek1Ek2Ek1Ek2或p212m1p222m2p122m1p222m2.(3)速度要符合情景如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度必大于前面物体的速度，即 v 后v 前，否则无法实现碰撞碰撞后，原来在前面的物体速度一定增大，且速度大于或等于原来在后面的物体的速度，即 v 前v 后.如果碰前两物体是相向运动，则碰后两物体的运动方向不可能都不改变除非两物体碰撞后速度均为零2碰撞问题的探究精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 30 / 52(1)弹性碰撞的求解求解：两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和动能守恒以质量为 m1、速度为 v1 的小球与质量为 m2 的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有m1v1m1v1m2v212m1v2112m1v1212m2v22解得：v1v1m1m2，v22m1v1m1m2(2)弹性碰撞的结论当两球质量相等时，v10，v2v1，两球碰撞后交换了速度当质量大的球碰质量小的球时，v10，v20，碰撞后两球都沿速度 v1 的方向运动当质量小的球碰质量大的球时，v10，v20，碰撞后质量小的球被反弹回来典例 1质量为 m、速度为 v 的 A 球与质量为 3m 的静止B 球发生正碰碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后 B 球的速度可能有不同的值碰撞后 B 球的速度大小可能是()A0.6vB0.4vc0.2vDv精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 31 / 52解析根据动量守恒得：mvmv13mv2，则当 v20.6v时，v10.8v，则碰撞后的总动能 E12m(0.8v)2123m(0.6v)21.7212mv2，大于碰撞前的总动能，由于碰撞过程中能量不增加，故选项 A 错误；当 v20.4v时，v10.2v，则碰撞后的总动能为 E12m(0.2v)2123m(0.4v)20.5212mv2，小于碰撞前的总动能，故可能发生的是非弹性碰撞，选项 B 正确；当 v20.2v 时，v10.4v，则碰撞后的 A 球的速度大于 B球的速度，而两球碰撞，A 球不可能穿越 B 球，故选项 c 错误；当 v2v 时，v12v，则显然碰撞后的总动能远大于碰撞前的总动能，故选项 D 错误答案B弹性碰撞问题的处理技巧(1)发生碰撞的物体间一般作用力很大，作用时间很短；各物体作用前后各自动量变化显著；物体在作用时间内位移可忽略(2)即使碰撞过程中系统所受合外力不等于零，由于内力远大于外力，作用时间又很短，所以外力的作用可忽略，认为系统的动量是守恒的(3)若碰撞过程中没有其他形式的能转化为机械能，则系统碰后的总机械能不可能大于碰前系统的机械能精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 32 / 52(4)在同一直线上的碰撞遵守一维动量守恒，通过规定正方向可将矢量运算转化为代数运算不在同一直线上在同一平面内的碰撞，中学阶段一般不作计算要求1(2017河北衡水中学模拟)(多选)在光滑水平面上动能为 E0，动量大小为 p0 的小钢球 1 与静止小钢球 2 发生碰撞，碰撞前后球 1 的运动方向相反，将碰撞后球 1 的动能和动量大小分别记为 E1、p1，球 2 的动能和动量大小分别记为 E2、p2，则必有()AE1E0Bp2p0cE2E0Dp1p0解析：选 AB.因碰撞后两球速度均不为零，根据能量守恒定律，则碰撞过程中总动能不增加可知，E1E0，E2E0.故A 正确，c 错误；根据动量守恒定律得：p0p2p1，得到p2p0p1，可见，p2p0.故 B 正确故选 AB.2两球 A、B 在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA1kg，mB2kg，vA6m/s，vB2m/s.当 A 追上 B 并发生碰撞后，两球 A、B 速度的可能值是()AvA5m/s，vB2.5m/sBvA2m/s，vB4m/scvA4m/s，vB7m/sDvA7m/s，vB1.5m/s精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 33 / 52解析：选 B.虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但A、D 两项中，碰后 A 的速度 vA大于 B 的速度 vB，必然要发生第二次碰撞，不符合实际；c 项中，两球碰后的总动能 Ek12mAvA212mBvB257j，大于碰前的总动能Ek22j，违背了能量守恒定律；而 B 项既符合实际情况，也不违背能量守恒定律，故 B 项正确3(2016河北衡水中学高三上四调)如图所示，在光滑的水平面上，质量 m1 的小球 A 以速率 v0 向右运动在小球的前方 o 点处有一质量为 m2 的小球 B 处于静止状态，Q 点处为一竖直的墙壁小球 A 与小球 B 发生正碰后小球 A 与小球 B 均向右运动小球 B 与墙壁碰撞后原速率返回并与小球 A 在 P