2022版新教材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新人教版

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必备知识自主排查【课程标准课程标准】1 1通过实验和理论推导，理解动量守恒定律，能用其解释生活中的有关现象。通过实验和理论推导，理解动量守恒定律，能用其解释生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。知道动量守恒定律的普适性。2 2探究并了解物体弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并探究并了解物体弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。3 3体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会

2、自然界的和谐与统一。【知识再现知识再现】一、动量守恒定律一、动量守恒定律1 1内容：如果一个系统内容：如果一个系统_外力外力，或者或者_外力的矢量和为外力的矢量和为_，这个系统这个系统的总动量保持不变的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。这就是动量守恒定律。2 2表达式：表达式：(1)p(1)p_，系统相互作用前的总动量系统相互作用前的总动量p p等于相互作用后的总动量等于相互作用后的总动量pp。(2)m(2)m1 1v v1 1m m2 2v v2 2_，相互作用的两个物体组成的系统相互作用的两个物体组成的系统，作用前作用前的动量和等于作用后的动量和。的动量和等于作用后的动量和。(3)(3)

3、p p1 1 _，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。不受不受所受所受0 0ppm m1 1v v1 1m m2 2v v2 2p p2 23 3适用条件：适用条件：(1)(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的理想守恒：系统不受外力或所受外力的_为零为零，则系统动量守恒。则系统动量守恒。(2)(2)近似守恒：系统受到的合外力不为零近似守恒：系统受到的合外力不为零，但当内力但当内力_外力时外力时，系统的系统的动量可近似看成守恒。动量可近似看成守恒。(3)(3)某方向守恒：系统在某个方向上所受某方向守恒：系统在某个方向上所受_为零时为零时，系统在该方向

4、上动系统在该方向上动量守恒。量守恒。合力合力远大于远大于合外力合外力二、弹性碰撞和非弹性碰撞二、弹性碰撞和非弹性碰撞碰撞：碰撞：(1)(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间概念：碰撞是指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)(2)特点特点在碰撞现象中在碰撞现象中，一般都满足内力一般都满足内力_外力外力，可认为相互碰撞的系统动量可认为相互碰撞的系统动量守恒。守恒。很短很短很大很大远大于远大于(3)(3)分类分类动量是否守恒动量是否守恒机械能有无损失机械能有无损失弹性碰撞弹性碰撞守恒守恒_损失损失非弹性碰撞非弹性碰撞守恒守恒_损失损失完全非弹

5、性碰撞完全非弹性碰撞守恒守恒有损失且损失有损失且损失_无无有有最大最大【情境转换情境转换】在橄榄球比赛中在橄榄球比赛中，一个一个95 95 kgkg的橄榄球前锋以的橄榄球前锋以5 5 m m/ /s s的速度跑动的速度跑动，想穿越防守想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为迎面撞上了对方两名均为75 75 kgkg的队员的队员，一个速度为一个速度为2 2 m m/ /s s，另一个速度为另一个速度为4 4 m m/ /s s，然后他们就扭在了一起。然后他们就扭在了一起。(1)(1)他们碰撞后的共同速率是他们碰撞后的共同速率是

6、_(_(保留一位有效数字保留一位有效数字) )；(2)(2)在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：并说明这名前锋能否得分：_。提示：提示：(1)(1)、(2)(2)以前锋速度方向为正方向以前锋速度方向为正方向，设撞后共同速度为设撞后共同速度为v v，碰撞过程动碰撞过程动量守恒量守恒，根据动量守恒定律得：根据动量守恒定律得：m m1 1v v1 1m m2 2v v2 2m m3 3v v3 3(m(m1 1m m2 2m m3 3)v)v，解得：解得：v v0.1 0.1 m m/ /s s所以他们碰撞后的共同速率为所以他们碰撞后的共

7、同速率为0.1 0.1 m m/ /s s，方向与前锋速度方向相同方向与前锋速度方向相同，所以可以所以可以得分得分，如图所示。如图所示。三、反冲爆炸三、反冲爆炸1 1反冲现象：反冲现象：(1)(1)定义：在某些情况下定义：在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开。这类问题相互作用的过程中各部分的末速度不再相同而分开。这类问题相互作用的过程中，若有其他形若有其他形式的能向动能转化式的能向动能转化，系统的动能系统的动能_。(2)(2)特点：反冲运动的过程中特点：反冲运动的过程中，一般合外力为零或外力的作用一般合

8、外力为零或外力的作用_物体间物体间的相互作用力的相互作用力，可认为系统的动量守恒可认为系统的动量守恒，可利用动量守恒定律来处理。可利用动量守恒定律来处理。 增大增大远小于远小于2 2爆炸问题：爆炸问题：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，所系统所受的外力，所以系统动量以系统动量_，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，爆炸后物体从相互作，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，爆炸后物体从相互作用前的位置以新的动量开始运动。用前的位置以新的动量开始运动。远大于远大于守恒守恒【情境转换情境转换】假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨

9、飞机呢？假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？提示：提示：应配置喷气式飞机。喷气式飞机利用反冲运动原理应配置喷气式飞机。喷气式飞机利用反冲运动原理，可以在真空中飞可以在真空中飞行行，而螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的而螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的，月球上没月球上没有空气有空气，不能在真空中飞行。不能在真空中飞行。 【小题快练小题快练】1 1判一判判一判(1)(1)两物体相互作用时若系统不受外力，则两物体组成的系统动量守恒。两物体相互作用时若系统不受外力，则两物体组成的系统动量守恒。( () )(2)(2)动量守恒只适用于宏观低速。动量

10、守恒只适用于宏观低速。( () )(3)(3)当系统动量不守恒时无法应用动量守恒定律解题。当系统动量不守恒时无法应用动量守恒定律解题。( () )(4)(4)物体相互作用时动量守恒，但机械能不一定守恒。物体相互作用时动量守恒，但机械能不一定守恒。( () )(5)(5)若在光滑水平面上两球相向运动，碰后均变为静止，则两球碰前的动量大若在光滑水平面上两球相向运动，碰后均变为静止，则两球碰前的动量大小一定相等。小一定相等。( () )(6)(6)飞船做圆周运动时，若想变轨通常需要向前或向后喷出气体，该过程中系飞船做圆周运动时，若想变轨通常需要向前或向后喷出气体，该过程中系统动量守恒。统动量守恒。(

11、 () )提示：提示：(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)2 2练一练练一练(1)(1)(多选多选) )一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块a a并留在其中并留在其中，a a、b b用用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示如图所示，则在子弹打击木块则在子弹打击木块a a及弹簧被及弹簧被压缩的过程中压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统对子弹、两木块和弹簧组成的系统( () )a a动量守恒动量守恒b b机械能守恒机械能守恒c c动量不守恒动量不守恒 d d机械能不守恒机械能不守恒

12、【解析解析】选选a a、d d。在子弹打击木块。在子弹打击木块a a及弹簧被压缩的过程中及弹簧被压缩的过程中，子弹、两木块和子弹、两木块和弹簧组成的系统所受的合外力为零弹簧组成的系统所受的合外力为零，则动量守恒；由于子弹射入木块时会产则动量守恒；由于子弹射入木块时会产生热能生热能，则系统的机械能减小则系统的机械能减小，即机械能不守恒即机械能不守恒，选项选项a a、d d正确正确，b b、c c错误。错误。(2)(2)男女双人滑冰是颇具艺术性的冰上运动项目。在某次比赛的一个小片段中男女双人滑冰是颇具艺术性的冰上运动项目。在某次比赛的一个小片段中，男女运动员在水平冰面上沿同一直线相向滑行男女运动员

13、在水平冰面上沿同一直线相向滑行，且速率恰好相等且速率恰好相等，男运动员男运动员的质量为女运动员的的质量为女运动员的2 2倍倍，某时刻两者相遇。为简化问题某时刻两者相遇。为简化问题，在此过程中两运动在此过程中两运动员均可视为质点员均可视为质点，且冰面光滑。则且冰面光滑。则( () )a a相遇过程中两者的总动量不守恒相遇过程中两者的总动量不守恒b b相遇过程中两者的总动能守恒相遇过程中两者的总动能守恒c c相遇过程中两者的动量变化一定相等相遇过程中两者的动量变化一定相等d d女运动员相遇前后的动量大小之比为女运动员相遇前后的动量大小之比为3131关键能力分层突破矢量性动量守恒定律的表达式为矢量方

14、程，解题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(一般是相对于地面)同时性动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1、p2、必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量系统性研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统，不是其中的一个物体，也不是有几个物体就选几个物体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，还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统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，所以爆炸后系统的总动能增加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11221122222211221122m v +m v =m v +m v 1111m vm v =m vm v 2222力的观点运用牛顿定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题能量观点用动能定理和能量守恒观点解题，可处理非匀变速