高考物理总复习 第6章 第1课时 动量和动量守恒定律

1、第1课时动量和动量守恒定律,导学目标】 1.掌握动量的概念，会计算动量的变化量.2.理解动量守恒定律，掌握动量守恒的条件，并能运用动量守恒定律解决有关问题,一、动量 基础导引 1质量为2 kg的物体，速度由3 m/s增大为6 m/s，它的动量和动能各增大为原来的几倍？ 【答案】2倍4倍,2质量为2 kg的物体，速度由向东的3 m/s变为向西的3 m/s，它的动量和动能是否变化了？如果变化了，变化量各是多少？ 【答案】见解析 【解析】动量变化了，动能没有变化 取向东为正方向，则物体的末速度为 v3 m/s，动量变化量为 pmvmv 2(3)23 kgm/s 12 kgm/s 负号表示动量改变量的

2、方向与正方向相反，即向西,3A物体质量是2 kg，速度是3 m/s，方向向东；B物体质量是3 kg，速度是4 m/s，方向向西它们的动量的矢量和是多少？它们的动能之和是多少？ 【答案】见解析 【解析】取向东为正方向，则B物体的速度为vB4 m/s，两物体动量之和为 pmAvAmBvB 233(4) kgm/s 6 kgm/s,知识梳理 1动量 (1)定义：运动物体的_叫作动量，p_，动量的单位：_. (2)物理意义：物体的动量表征物体的运动状态，其中的速度为_ (3)矢量性：动量是_量，其方向与_的方向相同两个物体的动量相同必须是大小相等、方向相同,质量与它的速度的乘积,mv,千克米/秒,瞬时

3、速度,矢,速度,2动量的变化量 (1)pp2p1. (2)动量的变化量是_量，其方向与速度变化的方向相同，与合外力冲量的方向相同 (3)求动量变化量的方法：pp2p1mv2mv1； pFtmvmv,矢,二、动量守恒定律 基础导引 1在列车编组站里，一辆m11.8104 kg的货车在平直轨道上以v12 m/s的速度运动，碰上一辆m22.2104 kg的静止的货车，它们碰撞后连在一起继续运动求货车碰撞后运动的速度 【答案】1.0.9 m/s,2.一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽火箭在该点突然炸裂成两块(图1)，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度

4、为v1.求炸裂后另一块的速度v2,图1,知识梳理 1动量守恒定律 (1)内容：如果一个系统_，或者_，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律,不受外力,所受到的合外力的矢量和为零,2)表达式 pp，系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p. m1v1m2v2_，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 p1p2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向 p0，系统总动量的增量为零,m1v1m2v2,2动量守恒定律的适用条件 (1)不受外力或所受外力的合力为_不是系统内每个物体所受的合外力都为零，更不能认为系统处于平衡状态 (2)近似适用条件：系统内各物体间相互作

5、用的内力远大于它所受到的外力 (3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则在这一方向上动量守恒,零,答案】动量守恒定律的条件是系统不受外力或所受合外力为0；而机械能守恒的条件是除重力和系统内弹力以外的力做功为0，不需要合外力为0,考点解读,考点一动量、动能、动量的变化量的比较,典例剖析】 例1一个质量是0.1 kg的钢球，以6 m/s 的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6 m/s 的速度水平向左运动(图2)碰撞前后钢球的动量变化了多少？动能变化了多少,图2,解析取水平向右的方向为正方向则碰撞前钢球的速度v6 m/s，碰撞前钢球的动量为pmv0.16 kgm/s0.6

6、kgm/s 碰撞后钢球的速度v6 m/s，碰撞后钢球的动量为 pmv0.16 kgm/s0.6 kgm/s 碰撞前后钢球动量的变化量为 ppp(0.6 kgm/s)(0.6 kgm/s) 1.2 kgm/s,答案1.2 kgm/s0,跟踪训练1下列说法正确的是() A物体速度大小不变，动能一定不变化 B物体动量变化，动能可以不变 C物体动能变化，动量可以不变 D物体速度大小不变，动量一定不变化 【答案】AB,考点解读】 1矢量性：速度、动量均是矢量，因此列式时，要规定正方向 2相对性：动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性参考系,考点二动量守恒定律的“五性,3系统性：动量守恒是针对满足守

7、恒条件的系统而言的，系统若改变，动量就不一定守恒了 4同时性：动量守恒定律方程等号左侧表示的是作用前同一时刻的总动量，右侧则表示作用后同一时刻的总动量 5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，而且适用于高速运动的微观粒子组成的系统,图3,方法提炼应用动量守恒定律的解题步骤 1明确研究对象(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由动量守恒定律列式求解； 5必要时进行讨论,跟踪训练2把一支弹簧枪水平固定在小车上，小车放在光滑水平地面上，枪射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确

8、的是() A枪和弹组成的系统动量守恒 B枪和车组成的系统动量守恒 C枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，可以忽略不计，故二者组成的系统动量近似守恒 D枪、弹、车三者组成的系统动量守恒 【答案】D,解析】内力、外力取决于系统的划分E以枪和弹组成系统，车对枪的作用力是外力，系统动量不守恒，枪和车组成的系统受到系统外弹簧弹力对枪的作用力，系统动量不守恒E枪弹和枪筒之间的摩擦力属于内力，但枪筒受到车的作用力，属于外力，故二者组成的系统动量不守恒E枪、弹、车组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒，故D正确,典例剖析】 例3如图4所示，在光滑水平地面上，有两个光滑的直角三角形木块A和B，底边长分别为a、b，质量

9、分别为M、m，若M4m，且不计任何摩擦力，当B滑到底部时，求A向后移动的距离 图4,思路点拨选定木块A和B整体作为研究对象，在B沿斜面下滑的过程中，该系统在水平方向上所受的合外力为零，所以，在水平方向上动量守恒,跟踪训练3质量为M的气球下系一质量可忽略的足够长的绳子，绳子上距地面高H处有一质量为m的猴子开始时气球和猴子均静止在空中，猴子从某时刻开始沿绳子缓慢下滑，要它恰能滑到地面，开始下滑时，它下面的绳子至少应为多长？ 思路点拨选定气球和猴子为一个系统，在猴子沿绳子下滑着地前的整个过程中，系统在竖直方向上所受合外力为零，因此，在竖直方向上每时每刻动量都守恒,考点解读】 动量守恒定律与机械能守恒

10、定律的比较 1守恒条件不同 动量守恒定律的守恒条件是系统不受力或所受外力的合力为零，机械能守恒定律的守恒条件是系统仅有重力做功或(弹簧)弹力做功，可见前者指力，后者指功，两者根本不同,考点四动量守恒定律与机械能守恒定律的综合应用,2对内力的要求不同 动量守恒定律中，对内力无要求，就算内力是摩擦力，也不影响其动量守恒；机械能守恒定律中，内力不能是滑动摩擦力，滑动摩擦力做功时会使机械能转化为内能，造成机械能损失，因此谈不上机械能守恒 3动量守恒侧重于系统内两个或两个以上的物体之间动量转移时，系统总动量不变；而机械能守恒侧重于一个物体的动能与重力势能(弹性势能)两种形式的能的总量不变，当然也包含物体

11、间相互作用时机械能总量不变的情况,典例剖析】 例4如图5所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量相等，都为m.Q与轻质弹簧相连设Q静止，P以初速度v0向Q运动并与弹簧发生碰撞 (1)在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能是多少？ (2)弹簧再次恢复原长时，P的动能是多少,图5,跟踪训练4一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图6所示则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统() A动量守恒，机械能守恒 B动量不守恒，机械能守恒 C动量守恒，机械能不守恒 D无法判定动量、机械能是否守恒 【答案】

12、C,图6,解析】动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零，本题中子弹、木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上受合外力之和为零，所以动量守恒机械能守恒的条件是系统除重力、弹力做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹穿入木块瞬间有部分机械能转化为内能(发热)，所以系统的机械不守恒故C选项正确A、B、D错误,18.动量守恒中的临界问题,解析设箱子被推出时的速度为v，取甲运动方向为正方向，则对甲和箱子在推出过程运用动量守恒定律： (Mm)v0Mv甲mv 箱子推出后，被乙抓住，对乙和箱子运用动量守恒定律得： mvMv0(Mm)v乙 要使甲、乙不相撞，并使推出箱子的速度最小的临界条件为： v甲v乙 解以上三式得：v5.2 m/s. 答案5.2 m