2011年高考物理 6-2动量守恒定律及其应用复习课件 人教版

1动量守恒定律的内容相互作用的物体组成的系统或所受外力的合力，这个系统的动量就保持不变,不受外力,为零,2动量守恒的数学表达式(1)pp(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p)(2)p0(系统总动量量为零)(3)p1p2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小，方向)(4)m1v1m2v2m1v1m2v2(相互作用的两个物体组成的系统，作用前动量和等于作用后动量和),变化,相等,相反,3动量守恒的成立条件(1)系统外力或所受合外力时，系统的动量守恒(2)系统合外力不为零，但当内力外力时系统动量近似守恒如碰撞、打击、爆炸等过程，动量均可认为守恒(3)系统所受合外力不为零，但在某个方向上所受合外力或外力，或外力可以忽略，则在这个方向上，系统动量守恒,不受,为零,远大于,为零,不受,深化拓展相互作用着的物体组成的物体系统叫做物体系组成物体系的所有物体的动量的矢量和叫做物体系的总动量物体系内物体间的相互作用力是内力，系统内的物体与系统外物体间的相互作用力是外力外力作用可以影响物体系的总动量，系统内物体间的相互作用力虽然可以改变各物体的动量，但不能改变物体系的总动量2动量是矢量，动量守恒是指矢量的守恒，变化前的矢量和(公式左)等于变化后的矢量和(公式右)当上式中两个物体的动量及动量的变化都在一条直线上，那么可假定某一方向的动量为正，相反方向的动量则为负上式的左、右部分都变成了代数和，上式即是代数式,针对训练如图所示，A、B两物体质量之比mA：mB3：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则(),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,思维点拔：不管选哪几个物体作为系统，只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒、对于已选定的系统，要分清哪些是内力，哪些是外力解析：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FA向右，FB向左，由于mAmB32，则A、B组成系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错对A、B、C(包括弹簧)组成的系统，A、B与C间的系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，其合力为零，故该系统的动量守恒，B、D选项均正确若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成系统的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确。,答案：BCD总结提升：在同一物理过程中，系统的动量是否守恒，与系统的选取密切相关因此，在利用动量守恒定律解决问题时，一定要明确在哪一过程中哪些物体组成的系统的动量是守恒的，即要明确研究对象和过程.,自主学习1碰撞特点：直接作用；时间；一般来说内力远大于力，动量守恒,短,外,2碰撞分类,深化拓展碰撞的规律弹性碰撞：运动球m1和静止球m2相碰，地面光滑,针对训练如图所示，质量为m的物体以速度v0与另一质量为2m的静止物体发生碰撞，碰后质量为m的物体动能减为原来的.已知碰撞前后速度均在同一直线上，则碰后质量为2m的物体速度为(),答案：BC总结提升：碰后物体的速度方向有两种可能，碰撞过程中动量守恒.,自主学习1远大于外力，过程持续时间很，即使系统所受合外力不为零，但合外力的冲量几乎为零，可认为2由其他形式的能转化为机械能,内力,短,动量守恒,针对训练有一炮竖直向上发射的炮弹，炮弹的质量为M6.0kg(内含炸药的质量可以忽略不计)，射出的初速度v060m/s.当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为m4.0kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心，以R600m为半径的圆周范围内，则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？(g取10m/s2，忽略空气阻力),解析：设炮弹上升到达最高点的高度为H，根据匀变速直线运动规律，有v2gH设质量为m的弹片刚爆炸后的速度为V，另一块的速度为v，根据动量守恒定律，有mV(Mm)v设质量为m的弹片运动的时间为t，根据平抛运动规律，有,答案：6.0104J总结提升：(1)爆炸和碰撞是瞬间作用问题的两个典型模型，是高考的热点，分析物理过程，明确各过程遵循的规律，找出各过程之间的联系，是解决问题的关键(2)爆炸时内力远大于外力，系统动量守恒过程是指爆炸的前后瞬间(3)爆炸时化学能要转化为机械能，系统机械能增加.,自主学习1反冲现象(1)指在系统内力的作用下，系统内一部分物体向某一方向发生动量变化时，系统内其余部分向的方向发生动量变化的现象反冲运动不靠系统外力，是内力作用的结果(2)反冲运动遵循守恒定律(3)反冲过程中，动能增加,相反,动量,针对训练一质量为M的船，静止于湖水中，船身长L，船的两端点有质量分别为m1和m2的人，且m1m2，当两人交换位置后，船身位移的大小是多少？(不计水的阻力)读题：“两人交换位置”可采用等效法，把质量大的人m1等效看成由m2和m1m2两部分组成，当两个质量都为m2的人互换位置之后，船将原地不动这样一来，原来的问题就转化为质量为m1m2的人，从质量为M2m2的船的一端走到另一端，求船的位移了,画图：设船对地移动的位移大小为s，则质量为m1m2的人对地移动的位移大小就是Ls，如图所示列式：由动量守恒定律得：(M2m2)s(m1m2)(Ls)0.,解析：由上式可解得sL.答案：L总结提升：采用上述等效法时，易错列出：Ms(m1m2)(Ls)0，即没有考虑到人等效后，船的质量也应等效成M2m2.,规律方法1要注意动量守恒定律的矢量性、瞬时性、相对性(1)矢量性：动量是矢量动量守恒是一个矢量方程当相互作用前后的动量在一直线上时，规定一个正方向后，各个动量可用以正负号表示，并可用求代数和的方法计算作用前后的总动量动量守恒定律也可以有分量式系统在某个方向上不受外力(或所受外力的合力为零)，系统在该方向上动量守恒,(2)瞬时性：动量是一个瞬时量，动量守恒定律指的是系统任一瞬间的动量恒定因此，列出的动量守恒定律表达式m1v1m2v2m1v1m2v2其中v1、v2都是作用前同一时刻的瞬时速度，v1、v2都是作用后同一时刻的瞬时速度只要系统满足动量守恒定律的条件，在相互作用过程的任何一个瞬间，系统的总动量都守恒在具体问题中，可根据任何一个瞬间系统内各物体的动量，列出动量守恒表达式(3)相对性：动量(pmv)与参照系的选择有关通常，以地面为参照系，因此，作用前后的速度都必须相对于地面.,2应用动量守恒定律的步骤(1)确定系统：确定系统由几个物体组成，并分析系统的，判断是否符合动量守恒条件(2)选取时刻：根据题设条件，选取有关的两个(或几个)瞬间，找出这两个(或几个)瞬间系统的总动(3)规定方向：凡与规定的正方向一致的动量取，反向的动量取(4)列出方程：根据动量守恒定律，列出所选取两个时刻的动量守恒方程，并求出结果,受力情况,量,正值,负值,【例1】质量是1.0kg的小球从高20m处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为5.0m，小球与软垫的接触时间为1.0s，在接触时间内小球受到软垫的平均弹力是多少？(空气阻力不计，g10m/s2.)思路点拨小球与软垫接触时作用力为变力，无法直接求解，可以利用动量定理求变力,解析小球自由下落到软垫时速度大小为v120m/s，小球反弹离开软垫时的速度大小为v210m/s.小球与软垫接触过程中，受到重力mg、弹力FN作用，以初速度v1的方向为正方向，根据动量定理得：(mgFN)tmv2mv1，解得FNmg40N.答案40N总结提升运用动量定理求变力是最常用、最有效的一种方法，不过需要注意物体动量变化等于合力的冲量,在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3000kg向北行驶的卡车，碰后两辆车接在一起，并向南滑行一小段距离后停止根据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/s的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率()A小于10m/sB大于10m/s，小于20m/sC大于20m/s，小于30m/sD大于30m/s，小于40m/s,解析：碰撞过程中，长途客车与卡车的动量守恒，碰后速度相等，规定向南为正方向，则m1v1m2v2(m1m2)v0.答案：A总结提升：此问题的特点是两物体碰撞后速度相同，碰撞过程中系统动量守恒.,规律方法在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向等临界问题分析临界问题的关键是寻找临界状态，临界状态的出现是有条件的，这种条件就是临界条件在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，这些特定关系的判断是求解这类问题的关键,【例2】如图所示，甲车质量m120kg，车上有质量M50kg的人，甲车(连同车上的人)以v3m/s的速度向右滑行此时质量m250kg的乙车正以v01.8m/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围内才能避免两车相撞？(不计地面和小车间的摩擦，设乙车足够长，取g10m/s2),思维点拔人跳到乙车上后，如果两车同向，且甲车的速度小于或等于乙车的速度就可以避免两车相撞，人跳离甲车过程和人落到乙车过程系统水平方向动量守恒,解析以人、甲车、乙车组成的系统为研究对象，由动量守恒得：(m1M)vm2v0(m1m2M)v解得：v1m/s.以人与甲车组成的系统为研究对象，人跳离甲车过程动量守恒，得(m1M)vm1vMu，解得u3.8m/s.因此，只要人跳离甲车的速度u3.8m/s，就可避免两车相撞答案大于等于3.8m/s,如图所示，质量为M的槽体放在光滑水平面上，内有半径为R的半圆形轨道，其左端紧靠一个固定在地面上的挡板，质量为m的小球从A点由静止释放，若槽内光滑，求小球上升的最大高度思维点拔：在物体滑上BC凹面的过程中，由于弹力的作用，槽体在水平方向将向右做加速运动，物体滑到BC凹面上最高点的临界条件是：物体与槽体沿水平方向具有共同的速度，即物体在竖直方向的分速度等于零,答案：R,规律方法碰撞问题应遵守的原则在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，如果是弹性碰撞，碰撞前后总动能不变，如果是非弹性碰撞，则有部分动能转化为内能，系统总动能减少对于完全非弹性碰撞碰后两物体结合为一体的情形，损失的动能最多,在处理碰撞问题时，通常要抓住三项基本原则，即(1)碰撞过程中动量守恒原则即p1p2p1p2(2)碰撞后系统总动能不增加原则即Ek1Ek2Ek1Ek2(3)碰撞后状态的合理性原则：碰撞过程的发生必须符合客观实际，如甲追上乙并发生碰撞，碰前甲的速度必须大于乙的速度，碰后甲的速度必须小于或等于乙的速度，或甲反向运动,【例3】(2009全国)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()A2B3C4D5,解析设碰撞以后M和m的速度分别为v1和v2，根据动量守恒定律可得：MvMv1mv2因为碰撞后两者的动量正好相等，所以有：Mv1mv2根据物理情境分析，必有v2v1，所以有Mm因为碰撞过程中，动能不能增加，所以有：答案AB,(2009高考广东卷)如图所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距l1.0m.物块A以速度v010m/s沿水平方向与B正碰碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v2.0m/s.已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数0.45.(设碰撞时间很短，g取10m/s2),(1)计算与C碰撞前瞬间AB的速度；(2)根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向解析：(1)设A、B碰撞后的速度为v1，A、B碰撞过程由动量守恒定律得mv02m