《备考指南一轮 物理 》课件-第6章 第2讲

碰撞与动量守恒第六章第2讲动量观点的综合应用【备考指南】1.掌握碰撞、爆炸与反冲的特点和遵守的规律.2.会解决动量守恒与机械能守恒或能量守恒综合应用问题.3.能用动力学、能量、动量三大观点分析和解决动力学综合题．栏目导航01知识梳理回顾03核心素养提升02要点各个击破04配套训练知识梳理回顾11．碰撞(1)碰撞现象：两个或两个以上的物体在相遇的________时间内产生________的相互作用的过程．(2)碰撞特征：作用时间______、作用力变化______、内力________外力、满足动量________．(3)碰撞的分类及特点①弹性碰撞：动量守恒，机械能________．②非弹性碰撞：动量守恒，机械能________．③完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能损失________．一碰撞、爆炸与反冲极短非常大短快远大于守恒守恒不守恒最多2．爆炸现象：爆炸过程中内力远大于外力，爆炸的各部分组成的系统总动量________．3．反冲运动：物体在内力作用下分裂为两个不同部分并且这两部分向________方向运动的现象．反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用__________定律来处理．守恒相反动量守恒【对点小练】1．(2019年烟台期末)下列应用了反冲原理的是(

)A．洗衣机洗衣服时脱水B．体操运动员在着地时弯曲双腿C．喷气式飞机和火箭的飞行D．火车进站时切断动力向前滑行【答案】C【解析】洗衣机洗衣服时脱水利用的是离心现象，与反冲无关，选项A错误；体操运动员在着地时弯曲双腿是利用了缓冲原理，选项B错误；喷气式飞机和火箭的飞行都是应用了反冲的原理，选项C正确；火车进站时切断动力向前滑行是利用惯性，选项D错误．利用动量观点和能量观点解题时的注意点：(1)动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，无分量表达式．(2)动量守恒定律和能量守恒定律，是自然界中最普遍的规律，它们研究的是物体系，在力学中解题时必须注意动量守恒条件及机械能守恒条件．在应用这两个规律时，当确定了研究对象及运动状态的变化过程后，根据问题的已知条件和求解的未知量，选择研究的两个状态列方程求解．(3)中学阶段凡可用力和运动解决的问题，若用动量观点或能量观点求解，一般比用力和运动的观点简便．二动量守恒定律与能量观点综合【答案】D要点各个击破2要点1碰撞问题分析1．碰撞后运动状态可能性判定(1)动量制约：即碰撞过程中必须受到动量守恒定律的制约，总动量的方向恒定不变，即p1＋p2＝p′1＋p′2.(2)动能制约：即在碰撞过程中，碰撞双方的总动能不会增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2.(3)运动制约：即碰撞要受到运动的合理性要求的制约，如果碰前两物体同向运动，则后面物体速度必须大于前面物体的速度，碰撞后原来在前面的物体速度必增大，且大于或等于原来在后面的物体的速度，否则碰撞没有结束；如果碰前两物体是相向运动，而碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非碰后两物体速度均为零．例1

如图所示，在冰壶世锦赛上中国队以8∶6战胜瑞典队，收获了第一个世锦赛冠军，队长王冰玉在最后一投中，将质量为19kg的冰壶推出，运动一段时间后以0.4m/s的速度正碰静止的瑞典冰壶，然后中国队冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心．若两冰壶质量相等，则下列判断正确的是(

)A．瑞典队冰壶的速度为0.3m/s，两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞B．瑞典队冰壶的速度为0.3m/s，两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞C．瑞典队冰壶的速度为0.5m/s，两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞D．瑞典队冰壶的速度为0.5m/s，两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞

思路两冰壶在碰撞的过程中动量守恒，根据动量守恒定律求出碰后中国队冰壶获得的速度，通过计算动能改变量来判断是否为弹性碰撞．【答案】B对于碰撞过程，分析两个物体速度的变化范围，往往根据三大规律：1．动量守恒；2．总动能不增加；3．碰撞后两物体同向运动时，后面物体的速度不大于前面物体的速度．要点2动量守恒定律与能量观点综合问题动量观点和能量观点：这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变，不对过程变化的细节作深入的研究，而只关心运动状态变化的结果及引起变化的原因．简单地说，只要知道过程的始、末状态动量、动能和力在过程中所做的功，即可对问题求解．例2

(2020届唐山名校模拟)如图所示，在光滑的水平面上放着一个质量为m的木球，在木球正上方L处有一个固定悬点O，在悬点O和木球之间用一根长为2L的不可伸长的轻绳连接．有一个质量也为m的子弹以v0的速度水平射入木球并留在其中，一段时间之后木球绕O点在竖直平面内做圆周运动．球可视为质点，重力加速度为g，空气阻力不计，求：(1)木球以多大速度离开水平地面．(2)子弹速度v0的最小值．练2

(2020届安徽名校联考)如图所示，光滑的水平地面上静止放置一长木板，在长木板上的右端和距右端x1＝1.6m的P处各放置一个木块A和B(两木块均可视为质点)，木块A的质量和长木板的质量均为M＝1.8kg，木块B的质量为m＝0.6kg.P点右侧长木板的上表面光滑，P点左侧(包括P点)粗糙，木块B与P点左侧长木板间的动摩擦因数为μ＝0.2.现有水平向右的恒定拉力F作用在长木板上(图中未画出拉力F)，使板由静止开始运动．已知木块B与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.(1)若要求木块B(与木块A相碰前)相对长木板静止，求拉力F应满足的条件；(2)若F＝2.4N，在木块A、B相碰时撤去拉力F，同时锁定长木板使长木板立刻保持静止，且木块A、B间的碰撞是弹性碰撞，最终木块B刚好没有滑离长木板，求P点左侧长木板的长度．【答案】(1)F≤4.8N

(2)0.2m【解析】(1)设B与木板相对静止的最大加速度为a0，则对系统：Fm＝(M＋m)a0，对B：μmg＝ma0，联立可得Fm＝4.8N，即拉力F应满足条件F≤4.8N.核心素养提升3“人船模型”问题——“科学思维”素养的培养1．“人船模型”问题两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒，在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题．例1

如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各为多少？例2

如图所示，小船静止于水面上，站在船尾的渔夫不断将鱼抛向船头的船舱内，将一定质量的鱼抛完后，关于小船的速度和位移，下列说法正确的是(

)A．向左运动，船向左移一些B．小船静止，船向左移一些C．小船静止，船向右移一些D．小船静止，船不移动【答案】C【解析】人、船、鱼构成的系统水平方向动量守恒，据“人船模型”，鱼动船动，鱼停船静止；鱼对地发生向左的位移，则人船的位移向右．故选项C正确．例3

如图所示，气球下面有一根长绳，一个质量为m1＝50kg的人抓住气球下方的长绳，气球和长绳的