工学2014一轮复习指导动量守恒定律及其应用

1、第十四章 动量守恒定律及其应用 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 考纲 展示 1.动量、动量守恒定律及其应用() 2.弹性碰撞和非弹性碰撞()(实验：验证动量守 恒定律) 复习 目标 1.了解动量概念，理解动量守恒定律及其适用条 件，掌握利用动量守恒定律解题的基本方法和 步骤. 2.了解弹性碰撞和非弹性碰撞，掌握两物体碰 撞的基本规律及利用动量守恒定律求解的方法. 3.掌握验证一维碰撞中动量守恒的实验方法. 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复

2、习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 知识点一知识点一 动量、动量守恒守律动量、动量守恒守律 1动量动量 (1)定义：运动物体的质量和定义：运动物体的质量和 的乘积，通常用 p来表 示 (2)表达式表达式：p . (3)单位：kgm/s. (4)标矢性标矢性：动量是矢量，其方向和 方向相同 速度 mv 速度 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 2动量守恒定律 (1)内容：如果一个系统 ，或 时， 这个系统的总动量就保持不变 (2)表达式 pp，系统相互作用前 等于相互作用后的 m1v1m2v2m1v1m2v2，相互作用的两个物体组

3、成的 系统，作用前的 等于作用后的 p1 p2， 相 互 作 用 的 两 个 物 体 动 量 的 增 量 不受外力 所受合外力为零 总动量 总动量 动量之和 动量之和 等大反向 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 p0，系统总动量的增量为 (3)成立条件 理想守恒：系统不受外力或所受外力的 ， 则系统动量守恒 近似守恒：系统受到外力的合力不为零，但当内力 外力时，系统的动量可看成近似守恒 分方向守恒：当某个方向上 ，在该方向上 动量守恒 零 合力为零 远大于 合外力为零 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演

4、练 活 页 作 业 1动量、动能、动量变化量的比较 名称 项目 动量 动能 动量变化量 定义 物体的质量和速度的 乘积 物体由于运动而具有 的能量 物体末动量与初动量 的矢量差 定义式 pmv Ek 1 2mv 2 ppp 矢标性 矢量 标量 矢量 特点 状态量 状态量 过程量 关联方程 Ek p2 2m，p 2mE k 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 2.动量守恒定律的特点动量守恒定律的特点 矢量性 动量守恒的方程为矢量方程，应选取统一的正方向 相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(没有特殊说明要选地 球这个参考系)如果题设

5、条件中各物体的速度不是相对同一参考 系时，必须转换成相对同一参考系的速度 系统性 解题时，选择的对象是满足条件的系统，不是其中一个物体，也 不是题中有几个物体就选几个物体 同时性 动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统在任一瞬间的动量都相 等 阶段性 只有满足守恒条件的过程或阶段，动量才守恒 普适性 动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体而且适用于接近光速运动 的微观粒子 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 1.如图所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/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 45 m/s，

6、则这一过程中动量的变化量为( ) A大小为3.6 kgm/s，方向向左 B大小为3.6 kgm/s，方向向右 C大小为12.6 kgm/s，方向向左 D大小为12.6 kgm/s，方向向右 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 解析：选向左为正方向，则动量的变化量为 pmv1mv0 0.18(45) kgm/s0.1825 kgm/s12.6 kgm/s，大 小为12.6 kgm/s，负号表示其方向向右，故D正确 答案：答案：D 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 知识点二知识点二 碰撞、

7、反冲和爆炸碰撞、反冲和爆炸 1碰撞碰撞 (1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物 体间相互作用力很大的现象 (2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力 外 力 ， 可认为系统的动量守恒 远大于 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 2反冲和爆炸 (1)反冲现象 原来系统内物体具有相同的 ，发生相 互作用 后， 系统因各部分的速度不再相同而 的现象 (2)爆炸问题 物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所 以系统动量 爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作 用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动 速度 向相反方向运动 守恒

8、知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 1碰撞现象满足的规律 (1)动量守恒 (2)机械能不增加 (3)速度要合理 若碰前两物体同向运动，则应有 v后v前，碰后原来在前 的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有 v前 v 后 . 碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都 不改变 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 2对反冲现象的三点说明 (1)系统内的不同部分在强大内力作用下向相反方向运动， 通常用动量守恒来处理 (2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以 系统的

9、总机械能增加 (3)反冲运动中平均动量守恒 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 3爆炸现象的三个规律爆炸现象的三个规律 (1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物 体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中， 系统的总动量守恒 (2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量 (如化 学能)转化为动能，所以爆炸前后系统的总动能增加 (3)位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产 生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸 前的位置以新的动量开始运动 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理

10、（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 2一炮舰在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前 和向后发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地面的速率 相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化是( ) A动量不变，速度增大 B动量变小，速度不变 C动量增大，速度增大 D动量增大，速度减小 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 解析：炮舰具有一向前的动量，在发射炮弹过程中动量守 恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船的动量不变，又因为 船发射炮弹后质量变小，因此船的速度增大 答案：答案：A 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（

11、RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 知识点三知识点三 实验：验证动量守恒定律实验：验证动量守恒定律 1实验原理实验原理 在一维碰撞中，测出两物体的质量 m1、m2和碰撞前后物体 的速度v1、v2、v1、v2，找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰 撞后的动量撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 2实验器材 方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重 物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥 方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐 标纸、胶布等 方案三：

12、光滑长木板、打点计时器、纸带、小车 (两个)、天 平、撞针、橡皮泥 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 1实验时应注意的几个问题 (1)前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰” (2)方案提醒 若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用 水平仪确保导轨水平 若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平 线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在 同一竖直平面内 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以 平衡摩擦力 若

13、利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量， 即：m1m2，防止碰后m1被反弹 (3)探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改 变 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 2对实验误差的分析 (1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即： 碰撞是否为一维碰撞 实验是否满足动量守恒的条件：如气垫导轨是否水平， 两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力等 (2)偶然误差：主要来源于质量m和速度v的测量 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 (3)减小误差的措施 设计方案时应保证碰撞

14、为一维碰撞，且尽量满足动量守 恒的条件 采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 3在“验证动量守恒定律”的实验中，装置如图所示， A 球为入射小球，B球为被碰小球以下说法正确的是( ) 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 A入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2 B入射小球的半径r1大于被碰小球的半径r2 C入射小球每次都必须从斜槽上的同一位置由静止释放 D斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处应能静 止 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总

15、复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 解析：为使碰撞后两球均向前运动，入射小球质量大于被 碰小球质量，A正确为使两球碰后速度均沿水平方向，两球半 径均相同，且斜槽末端切线水平，B错误，D正确 答案：答案：ACD 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 (2012山东高考山东高考 )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碰撞后分开，B又与C发生碰 撞并粘在一

16、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 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 解析：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 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 vAv 联立式，代入数据得 vB6 5v0. 答案： 6 5v0 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版）

17、随堂达标演练 活 页 作 业 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 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 【变式训练】【变式训练】 1.(2012福建高考福建高考)如图所示，质量为 M的小 船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站 在船尾，相对小船静止若救生员以相对水面速率 v水平向左跃 入水中，则

18、救生员跃出后小船的速率为( ) 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 答案：答案：C Av0 m Mv Bv0 m Mv Cv0 m M(v0v) Dv0 m M(v0v) 解析：由动量守恒定律，(mM)v0Mvmv，解得 vv0 m M(v0v)，选项 C 正确 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 (8分)(2011新课标全国高考 )如图所示，A、B、C 三个木块的质量均为 m，置于光滑的水平面上， 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

19、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 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 设碰后A、B和C的共同速度大小为v，由动量守恒定律得， 3mvmv0(2分) 设C离开弹簧时， A、B的速度大小为 v1，由动量守恒定律 得， 3mv2mv1mv0(2分) 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 设弹簧的弹性势

20、能为设弹簧的弹性势能为 Ep，从细线断开到，从细线断开到 C 与弹簧分开与弹簧分开 的过程中机械能守恒，有的过程中机械能守恒，有 1 2(3m)v 2 Ep1 2(2m)v 2 1 1 2mv 2 0 (2 分分) 由式得弹簧所释放的势能为由式得弹簧所释放的势能为 Ep1 3mv 2 0.(2 分 分) 答案： 1 3mv 2 0 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 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

21、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 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 【变式训练】【变式训练】 2.(2012大纲全国高考大纲全国高考 )如图，大小相同的摆 球a和b的质量分别为 m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两 球刚好接触，现将摆球a向左拉开一小角度后释放若两球的碰 撞是弹性的，下列判断正确的是( ) 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 A第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相

22、等 B第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等 C第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同 D发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 解析：两球在碰撞前后，水平方向不受外力，故水平两 球组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：mv0mv1 3mv2；又两球碰撞是弹性的，故机械能守恒，即： 1 2mv 2 01 2 mv2 11 23mv 2 2，解两式得：v1 v0 2 ，v2v0 2 ，可见第一次 碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等，选项 A 正确；因两球 质量不相等，故两球碰后的动量大小不相等，选项B 错； 知识

23、要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 答案：AD 两球碰后上摆过程，机械能守恒，故上升的最大高度相 等，另摆长相等，故两球碰后的最大摆角相同，选项C 错； 由单摆的周期公式 T2 l g，可知，两球摆动周期相同， 故经半个周期后，两球在平衡位置处发生第二次碰撞，选项 D 正确 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵 使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑 块在导轨上的运动可视为无摩擦的我们可以用带竖直挡板 C和 D的气垫导轨以及滑块 A和

24、B来探究碰撞中不变量，如图所示， 实验步骤如下： 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 a用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB. b调整气垫导轨，使导轨处于水平 c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定， 静止放置在气垫导轨上 d用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L1. e按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间 的计时器开始工作当 A、B滑块分别碰撞 C、D挡板时停止计 时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2. 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作

25、 业 (1)实验中还应测量的物理量是 _ _ (2) 利 用 上 述 测 量 的 实 验 数 据 ， 得 出 关 系 式 _ _ 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 成立，即可得出碰撞中守恒的量是 mv的动量和上式中算 得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是 _ _ _. 知识要点解读 热点考向聚焦 新课标高考总复习物理（RJ版） 随堂达标演练 活 页 作 业 解析：(1)本实验要测量滑块 B 的速度，由公式 vL t 可 知，应先测出滑块 B 的位移和发生该位移所用的时间 t1，而 滑块 B 到达 D 端所用时间 t2已知，故还需测出 B 的右端至 D 板的距离 L2. (2)碰前两物体均静止，即系统总动量为零则由动量守 恒可知 0mA L1 t1 mB L2 t