2021届高考物理一轮复习第六章碰撞与动量守恒第2讲动量守恒定律及其应用课件沪科版

1、第第2讲动量守恒定律及其应用讲动量守恒定律及其应用知识排查知识排查知识点一动量守恒定律知识点一动量守恒定律1.内容内容如果一个系统如果一个系统_，或者所受外力的，或者所受外力的_为零，这个系统的总动量保为零，这个系统的总动量保持不变。持不变。2.表达式表达式(1)p _，系统相互作用前总动量，系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量等于相互作用后的总动量p。(2)m1v1m2v2 _，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动，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。量和等于作用后的动量和。(3)p1 _，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。，相互作用的两个物体动量

2、的增量等大反向。不受外力不受外力矢量和矢量和pm1v1m2v2p23.动量守恒的条件动量守恒的条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒。理想守恒：系统不受外力或所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒。(2)近似守恒：系统受到的外力矢量和不为零，但当内力远大于外力时，系统的动近似守恒：系统受到的外力矢量和不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。量可近似看成守恒。(3)某一方向上守恒：系统在某个方向上所受外力矢量和为零时，系统在该方向上某一方向上守恒：系统在某个方向上所受外力矢量和为零时，系统在该方向上动量守恒。动量守恒。知识点二弹性碰撞和非弹性碰撞知识

3、点二弹性碰撞和非弹性碰撞1.碰撞碰撞物体间的相互作用持续时间物体间的相互作用持续时间_，而物体间相互作用力，而物体间相互作用力_的现象。的现象。2.特点特点在碰撞现象中，一般都满足内力在碰撞现象中，一般都满足内力_外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。3.分类分类动量是否守恒动量是否守恒机械能是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞弹性碰撞守恒守恒_非完全弹性碰撞非完全弹性碰撞守恒守恒有损失有损失完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞守恒守恒损失损失_守恒守恒最多最多很短很短远大于远大于很大很大知识点三反冲、爆炸知识点三反冲、爆炸1.反冲反冲(1)定义：当物体的一部分以一定的速度

4、离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲定义：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。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：发射系统受到的外力。实例：发射炮弹、爆竹爆炸、发射火箭等。炮弹、爆竹爆炸、发射火箭等。(3)规律：遵从动量守恒定律。规律：遵从动量守恒定律。远大于远大于2.爆炸爆炸(1)爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且_系统所受的外力，所以系统所受的外力，所以系统动量系统动量_。(2)爆炸过程中位移很小，可忽

5、略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开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。始运动。远大于远大于守恒守恒小题速练小题速练1.思考判断思考判断(1)系统的动量守恒时，机械能也一定守恒。系统的动量守恒时，机械能也一定守恒。()(2)只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒。只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒。()(3)动量守恒定律表达式动量守恒定律表达式m1v1m2v2m1v1m2v2一定是矢量式，应用时一定要规一定是矢量式，应用时一定要规定正方向，且其中的速度必须相对同一个参考系。定正方向，且其中的速度必须相对同一个参考系。()答案答案(

6、1)(2)(3)2.下列情形中，满足动量守恒的是下列情形中，满足动量守恒的是()a.铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量b.子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量c.子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量d.棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量解析解析铁锤打击放在铁砧上的铁块时，铁砧对铁块的支持力大于系统重力，合外铁锤打击放在铁砧上的铁块时，铁砧对铁块的

7、支持力大于系统重力，合外力不为零；子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；棒力不为零；子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；棒击垒球时，手对棒有作用力，合外力不为零；只有子弹水平穿过放在光滑水平面击垒球时，手对棒有作用力，合外力不为零；只有子弹水平穿过放在光滑水平面上的木块时，系统所受合外力为零。所以选项上的木块时，系统所受合外力为零。所以选项b正确。正确。答案答案b3.(2017全国卷全国卷，14)将质量为将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大燃烧的燃气以大小为小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷

8、出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()a.30 kgm/s b.5.7102 kgm/sc.6.0102 kgm/s d.6.3102 kgm/s解析解析设火箭的质量为设火箭的质量为m1，燃气的质量为，燃气的质量为m2。由题意可知，燃气的动量。由题意可知，燃气的动量p2m2v250103600 kgm/s30 kgm/s。根据动量守恒定律可得。根据动量守恒定律可得0m1v1m2v2，则火箭的动量大小为，则火箭的动量大小为p1m1v1m2v230 kgm/s

9、，所以选项，所以选项a正确，正确，b、c、d错误。错误。答案答案a动量守恒定律的理解及简单应用动量守恒定律的理解及简单应用1.动量守恒定律的几种性质动量守恒定律的几种性质相对性相对性公式中公式中v1、v2、v1、v2必须相对于同一个惯性系必须相对于同一个惯性系同时性同时性公式中公式中v1、v2是在相互作用前同一时刻的速度，是在相互作用前同一时刻的速度，v1、v2是相互作用后同一时刻是相互作用后同一时刻的速度的速度矢量性矢量性应先选取正方向，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，相反为负值普适性普适性不仅适用低速宏观系统，也适用于高速微

10、观系统不仅适用低速宏观系统，也适用于高速微观系统2.应用动量守恒定律解题的基本思路应用动量守恒定律解题的基本思路1.人教版选修人教版选修35p17t6改编改编如图如图1所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，a球在水平面上静止放置，球在水平面上静止放置，b球向左运动与球向左运动与a球发生正碰，球发生正碰，b球碰撞前、后的速率之球碰撞前、后的速率之比为比为31，a球垂直撞向挡板，碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞，球垂直撞向挡板，碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞，则则a、b两球的质量比为两球的质量比为()教材引领教材引领图图1a.12 b.2

11、1 c.14 d.41答案答案d2.(2019河南豫南十校联考河南豫南十校联考)光滑水平面上放有一表面光滑、倾角为光滑水平面上放有一表面光滑、倾角为的斜面的斜面a，斜面，斜面质量为质量为m、底边长为、底边长为l，如图，如图2所示。将一质量为所示。将一质量为m、可视为质点的滑块、可视为质点的滑块b从斜面的从斜面的顶端由静止释放，滑块顶端由静止释放，滑块b经过时间经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为持力大小为fn，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是()拓展提升拓展提升图图2答案答案d3.(2019江苏卷，江苏卷，12)选修选修

12、35质量为质量为m的小孩站在质量为的小孩站在质量为m的滑板上，小孩和滑板的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦。小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦。小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为板时的速度大小为v，此时滑板的速度大小为，此时滑板的速度大小为_。真题闯关真题闯关答案答案b反冲和爆炸反冲和爆炸1.反冲运动的两个规律反冲运动的两个规律动量守恒动量守恒反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，所以反冲运反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，所以反冲运动遵循动量守恒定律动遵循动量守恒定律机械能机械能增加增加反冲运动中，由于有其他形式的

13、能转化为机械能，所以系反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加统的总机械能增加2.爆炸现象的两个规律爆炸现象的两个规律动量守恒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，系统的总动量守恒远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒动能增加动能增加在爆炸过程中，由于有其他形式的能量在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能如化学能)转化为动能，转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加所以爆炸后系统的总动能增加1.人教版选修人教版选修35p24t1一个连

14、同装备共有一个连同装备共有100 kg的航天员，脱离宇宙飞船后，的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船在离飞船45 m的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以以50 m/s的速度喷出气体。航天员为了能在的速度喷出气体。航天员为了能在10 min时间内返回飞船，他需要在开时间内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体？始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体？教材引领教材引领答案答案0.15 kg2.一弹丸在飞行到距离地面一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度高时仅有水平速度v2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水，爆

15、炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量之比为平飞出，甲、乙的质量之比为31，不计质量损失，取重力加速度，不计质量损失，取重力加速度g10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()拓展提升拓展提升答案答案b3.(2018全国卷全国卷，24)一质量为一质量为m的烟花弹获得动能的烟花弹获得动能e后，从地面竖直升空。当烟花后，从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为得的动能之和也为e，且均沿竖直方向运动。爆炸时间

16、极短，重力加速度大小为，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求：不计空气阻力和火药的质量。求：真题闯关真题闯关(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t，由运动学公式有，由运动学公式有0v0gt联立联立式得式得(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为设爆炸时烟花弹距地面的高度为h1，由机械能守恒定律有，由机械能守恒定

17、律有emgh1火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设爆炸后瞬间其速度分别为火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设爆炸后瞬间其速度分别为v1和和v2。由题给条件和动量守恒定律有。由题给条件和动量守恒定律有由由式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动。式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动。设爆炸后烟花弹向上运动部分继续上升的高度为设爆炸后烟花弹向上运动部分继续上升的高度为h2，由机械能守恒定律有，由机械能守恒定律有碰撞模型的规律及应用碰撞模型的规律及应用1.碰撞遵循的三条原则碰撞遵循的三条原则2.弹性碰撞的结论弹性碰撞的结论1.人

18、教版选修人教版选修35p21t2质量为质量为m、速度为、速度为v的的a球跟质量为球跟质量为3m的静止的静止b球发生正碰。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球的速度允许有不同的球的速度允许有不同的值。请你论证：碰撞后值。请你论证：碰撞后b球的速度可能是以下值吗？球的速度可能是以下值吗？(1)0.6v(2)0.4v(3)0.2v教材引领教材引领解析解析若是弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得若是弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mvmv13mv2答案见解析答案见解析2.(多选多选)如图如图3所示，质量为所

19、示，质量为m的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底部的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一质量为与水平面相切，一质量为m的小球以速度的小球以速度v0向滑块滚来，设小球不能越过滑块，向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则则()拓展提升拓展提升图图3答案答案bc3.(多选多选)(2019山东枣庄市模拟山东枣庄市模拟)a、b两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，图两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，图4表表示发生碰撞前后的示发生碰撞前后的vt图线，由图线可以判断正确的是图线，由图线可以判断正确的是()图图4a.a、b的质量比为的质量比为32b.a、b作用前后总动量守恒作用前后

20、总动量守恒c.a、b作用前后总动量不守恒作用前后总动量不守恒d.a、b作用前后总动能不变作用前后总动能不变答案答案abd4.2016全国卷全国卷35(2)如图如图5，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面相对冰面3 m/s 的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为的最大高度为h0.3 m(h小于斜面体的高度小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为。已知小孩与滑板的总质量为m130 kg，冰块的质