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考点一动量守恒定律的理解与应用考点二爆炸、反冲运动和人船模型考点三碰撞问题内容索引课时作业2027届新高考物理热点精准复习动量守恒定律及其应用1.内容如果一个系统不受外力,或者所受外力的_____________为0,则这个系统的总动量保持不变。

2.表达式(1)p=p'或m1v1+m2v2=____________________,系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量。

(2)Δp1=_____________,相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。

考点一动量守恒定律的理解与应用矢量和m1v1'+m2v2'-Δp23.适用条件(1)理想守恒:不受外力或所受外力的矢量和为零。(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力。(3)某一方向守恒:如果系统在某一方向上所受外力的矢量和为零,则系统在这一方向上动量守恒。4.动量守恒定律的五个特性矢量性动量守恒定律的表达式为矢量方程,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、…应是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,p1'、p2'、…应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1.系统所受合外力做功为0,系统动量守恒。(

)2.系统的总动量不变是指系统总动量的大小保持不变。(

)3.若物体相互作用时动量守恒,则机械能一定守恒。(

)4.动量守恒定律中的速度是相对于同一参考系的速度。(

)✕✕✕√下列关于四幅图所反映的物理过程的说法,正确的是(

)例1考向一系统动量守恒的判断甲

在光滑水平面上,子弹射入木块的过程乙剪断细线,弹簧恢复原长的过程丙

两球匀速下降,细线断裂后,两球在水中运动的过程丁

斜面体放在光滑的水平面上,木块在斜面上滑动A.图甲中子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,能量不守恒B.图乙中M、N两木块放在光滑的水平面上,剪断束缚M、N两木块之间的细线,在弹簧恢复原

长的过程中,M、N与弹簧组成的系统动量守恒,机械能增加C.图丙中细线断裂后,木球和铁球在水中运动的过程中,两球组成的系统动量守恒,机械能不

守恒D.图丁中木块沿放在光滑水平面上的斜面下滑,木块和斜面组成的系统在水平方向上动量守恒,

机械能守恒C【解析】图甲中,在光滑水平面上,子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,机械能有损失,但是损失的机械能转化为内能,能量仍守恒,A错误;图乙中,剪断束缚M、N两木块之间的细线,在弹簧恢复原长的过程中,M、N与弹簧组成的系统动量守恒,弹簧的弹性势能转化为木块的动能,系统机械能守恒,B错误;图丙中,木球和铁球组成的系统匀速下降,说明两球所受水的浮力大小等于两球自身的重力,细线断裂后两球组成的系统在水中运动的过程所受合外力为零,动量守恒,由于水的浮力对两球做功,两球组成的系统机械能不守恒,C正确;图丁中,木块沿放在光滑水平面上的斜面下滑,木块和斜面组成的系统在水平方向上不受外力,水平方向上动量守恒,由于斜面可能不光滑,所以机械能可能有损失,D错误。应用动量守恒定律解题的一般步骤:(1)确定研究对象,选取研究过程;(2)分析内力和外力的情况,判断是否符合动量守恒条件;(3)选定正方向,确定初、末状态的动量,最后根据动量守恒定律列方程求解。考向二动量守恒定律的基本应用如图所示,在光滑水平面上有两个并排静止放置的木块A、B,已知mA=0.5kg,mB=0.3kg。现有质量m0=0.08kg的小物块C以初速度v0=25m/s在A上表面沿水平方向向右滑动,由于C与A、B间均有摩擦,C最终停在B上,B、C最后的共同速度v=2.5m/s。求:(1)木块A的最终速度的大小;【解析】取向右为正方向,设木块A的最终速度为v1,由动量守恒定律,对A、B、C有m0v0=mAv1+(mB+m0)·v,解得v1=2.1

m/s。【答案】2.1

m/s

例2(2)小物块C滑离木块A时的速度大小。【解析】设C滑离A时的速度为v2,当C滑离A后,由动量守恒定律,对B、C有m0v2+mBv1=(mB+m0)v,解得v2=4

m/s。【答案】4

m/s如图所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车总质量为30kg,乙和他的冰车总质量也是30kg,游戏时甲推着一个质量m=15kg的箱子和他一起以大小为v0=2m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住,若不计冰面的摩擦,为了避免甲与乙相撞,甲相对地面推出箱子的速度至少为(

)

A.2.2m/s B.5.2m/sC.6m/s D.10m/s例3【解析】设甲至少以速度v将箱子推出,推出箱子后甲的速度为v甲,乙抓住箱子后的速度为v乙,取水平向右为正方向,则根据动量守恒定律,可得对甲和箱子有(m甲+m)v0=m甲v甲+mv,对乙和箱子有mv-m乙v0=(m+m乙)v乙,当甲与乙恰好不相撞时,v甲=v乙,解得v=5.2

m/s,B正确。B考向三动量守恒中的临界问题考点二爆炸、反冲运动和人船模型考向一爆炸问题动量守恒因为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系统受到的外力,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,因为有其他形式的能量(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,因而爆炸过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以认为爆炸后的物体从爆炸前的位置以新的动量开始运动如图所示,光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药,一起以速度v=0.5m/s向右做匀速直线运动。已知甲、乙两球质量分别为0.1kg和0.2kg。某时刻炸药突然爆炸,分开后两球仍沿原直线运动,从爆炸开始计时经过3.0s,两球之间的距离为x=2.7m,下列说法中,正确的是(

)A.刚分离时,甲、乙两球的速度方向相同B.刚分离时,甲球的速度大小为0.1m/s,方向水平向左C.刚分离时,乙球的速度大小为0.3m/sD.爆炸过程中释放的能量为0.27J例4

B考向二反冲问题作用原理反冲运动是系统内两物体之间的作用力和反作用力产生的效果动量守恒反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力,所以反冲运动遵循动量守恒定律机械能增加反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的机械能增加

例5

D考向三人船模型

例6

B人船模型情景推广技能点拨光滑水平面上的光滑斜面体,物块由静止下滑

光滑水平面上的光滑圆弧轨道,物块由静止下滑

技能点拨光滑水平面上的光滑圆桶,小球由静止滚下

热气球和人初始时静止在空中,人沿长绳竖直向下滑动

1.碰撞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____________的现象。

2.特点在碰撞现象中,一般都满足内力_____________外力,可认为相互碰撞的系统动量守恒。

考点三碰撞问题很大远大于3.分类1.质量相等的两个物体碰撞,一定交换速度。(

)2.碰撞前后系统的动量和机械能均守恒。(

)3.在光滑水平面上的两球相向运动,碰撞后均变为静止,则两球碰撞前的动量大小一定相同。(

)碰撞类型动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒__________非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失_________守恒最大✕✕√

考向一弹性碰撞如图所示,水平面上AO段为动摩擦因数μ=0.6的粗糙段,OB段光滑。质量为m=1kg的物体甲放在距O点左侧x1=3m的A处,物体乙静止放在距O点右侧x2=4m的B处。现给物体甲一个水平向右的初速度v0=10m/s,物体甲与物体乙在B点发生弹性正碰,碰后物体甲恰好能返回出发点A。重力加速度大小g取10m/s2,两物体均可视为质点,则(

)A.物体甲第一次运动到O点的速度大小为6.5m/sB.物体甲向右从O点运动到B点所用的时间为0.5sC.物体甲与乙碰撞后,物体甲的速度大小为5.5m/sD.物体乙的质量为3.5kg例7

B

考向二完全非弹性碰撞A、B两球沿同一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移—时间图像。a、b分别为A、B两球碰撞前的位移—时间图线,c为碰撞后两球共同运动的位移—时间图线。若A球的质量m=2kg。下列说法中,正确的是(

)A.碰撞前后A的动量变化量为4kg·m/sB.B球的质量是4kgC.碰撞过程中A对B的冲量为8N·sD.碰撞过程中A、B两球组成的系统损失的动能为8J例8

A

对一个给定的碰撞,首先要看动量是否守恒,其次再看总动能是否增加,最后还要注意碰撞后的速度是否符合实际情况。考向三碰撞的可能性分析(多选)A、B两球在光滑水平面上向同一方向运动,它们的动量分别是p1=6kg·m/s、p2=9kg·m/s,A球从后面追上B球并发生碰撞,碰后A球的动量变为3kg·m/s,则A、B两球质量m1与m2的关系可能是(

)A.m1=m2 B.2m1=m2C.3m1=m2 D.4m1=m2例9

CD

高中阶段研究的碰撞是一条直线上的对心碰撞,通常研究对象是两个物体。若出现多个物体,一般是分阶段碰撞,即分阶段求解,要明确每个碰撞阶段的研究对象和初末状态。素养提升多物体碰撞的解题思路

例10AC

(2025·江苏卷)如图所示,在光滑水平面上,左右两列相同的小钢球沿同一直线放置,每列有n个。在两列钢球之间,一质量为m的玻璃球以初速度v0向右运动,与钢球发生正碰。所有球之间的碰撞均视为弹性碰撞。(1)若钢球的质量为m,求最右侧的钢球最终运动的速度大小;【解析】根据题意可知,所有碰撞均为弹性碰撞,由于钢球质量也为m,根据动量守恒和机械能守恒可知,碰撞过程中,二者速度互换,则最终碰撞后最右侧钢球的速度大小等于开始碰撞前玻璃球的初速度,即为v0。【答案】v0

例11

课时作业答案速对第七单元第19讲动量守恒定律及其应用题号1234567答案BCDBCACA题号89101112答案DAAC见答案1.如图所示,曲面体P静止于光滑水平面上,物块Q自P的上端由静止释放。Q与P的接触面光滑,关于Q在P上运动的过程,下列说法中正确的是(

)A.P对Q做功为零B.P和Q之间相互作用力做功之和为零C.P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒D.P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒B2.如图所示,一辆小车静止在光滑水平面上,A、B两人分别站在车的两端,当两人同时相向运动时,下列说法中,正确的是(

)A.若小车不动,则两人速率一定相等B.若小车向左运动,则A的动量一定比B的小C.若小车向左运动,则A的动量一定比B的大D.若小车向右运动,则A的动量一定比B的大C

D

B

C

AC

7.药品自动传送系统的示意图如图所示,该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的水平平台组成,竖直螺旋滑槽高5m,长30m,质量为0.5kg的药品A离开传送带进入螺旋滑槽的速度为2m/s,到螺旋滑槽出口速度为6m/s,进出螺旋滑槽的速度方向相同,该过程用时5s,在出口处与静止的相同质量的药品B碰撞,碰后A静止,B向前滑动,g取10m/s2,下列说法中,正确的是(

)A.药品A、B碰撞后B的速度为6m/sB.药品A对药品B的冲量与药品B对药品A的冲量相同C.药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为15N·sD.药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为20N·s【解析】药品A、B碰撞过程动量守恒,规定向右为正方向,则有mvA=mvB,代入题中数据,解得vB=6

m/s,A正确;药品A对药品B的冲量与药品B对药品A的冲量大小相同,但方向相反,B错误;药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量IA=mgt=(0.5×10×5)N·s=25

N·s,C错误;根据动量定理可知,药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量I合=mvA-mv0=m(vA-v0)=[0.5×(6-2)]N·s=2

N·s,D错误。A8.(2025·河南卷)两小车P、Q的质量分别为mP和mQ,将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图甲和图乙所示。小车N的质量为mN,碰撞时间极短,下列说法中,正确的是(

)A.mP>mN>mQ B.mN>mP>mQC.mQ>mP>mN D.mQ>mN>mP【解析】P、N碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有mPvP+mNvN=mPvP'+mNvN',即mP(vP-v'P)=mN(vN'-vN),根据图像可知(vP-vP')>(vN'-vN),故mP<mN;同理,Q、N碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有mQvQ+mNvN=mQvQ'+mNvN',即mQ(vQ-vQ')=mN(vN'-vN),根据图像可知(vQ-vQ')<(vN'-vN),故mQ>mN;故mQ>mN>mP,D正确。甲

乙D

A10.如图所示,B、C、D、E、F五个小球并排放置在光滑的水平面上,B、C、D、E四个球质量相等,而F球质量小于B球质量,A球质量等于F球质量。A球以速度v0向B球运动,所发生的碰撞均为弹性碰撞,则碰撞之后(

)A.3个小球静止,3个小球运动B.4个小球静止,2个小球运动C.5个小球静止,1个小球运动D.6个小球都运动【解析】A、B质量不等,mA<mB,A、B相碰后,A向左运动,B向右运动;B、C、D、E质量相等,弹性碰撞后,不断交换速度,最终E有向右的速度,B、C、D静止;E、F质量不等,mE>mF,则碰后E、F都向右运动,所以B、C、D静止,A向左运动,E、F向右运动,A正确。A11.如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0kg,用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙壁相接触,另有一物块C从t=0时刻以一定

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