2027届新高考物理热点精准复习动量守恒定律及其应用

2027届新高考物理热点精准复习动量守恒定律及其应用考点一动量守恒条件的理解和应用必备知识•全方位凝练1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。2.表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。3.适用条件(1)系统不受外力或所受外力的合力为零。(2)系统所受外力虽不为零,但内力远大于外力。(3)系统所受外力虽不为零,但在某方向上合力为零,系统在该方向上动量守恒。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,解题时应选取统一的正方向相对性各物体的速度必须是相对于同一参考系的速度(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5.应用动量守恒定律的解题步骤(1)明确研究对象和研究过程,确定系统的组成(系统包括哪几个物体)。(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。[练一练]判断下列说法对错(1)只要系统合力做功为零,系统动量就守恒。(

)(2)系统动量不变是指系统的动量大小和方向都不变。(

)(3)系统的动量守恒时,机械能也一定守恒。(

)(4)动量守恒定律表达式m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'一定是矢量式,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。(

)×√×√典例

关于下列运动的说法正确的是(

)A.图甲所示撑竿跳运动员在离开地面向上运动的过程中机械能守恒B.图乙所示的蹦床运动中运动员和蹦床组成的系统动量守恒C.图丙所示跳伞运动在匀速下降的过程中运动员和降落伞组成的系统机械能守恒D.图丁所示打台球的运动过程中,两个台球组成的系统在碰撞的一瞬间动量近似守恒关键能力•多维度提升D解析

如题图甲所示的撑竿跳运动员在离开地面向上运动的过程中由于还受到竿的作用力,机械能不守恒,A错误;题图乙中因蹦床和运动员系统受到的合外力不为零,故运动员和蹦床组成的系统动量不守恒,B错误;题图丙中跳伞运动在匀速下降的过程中受空气阻力作用的运动员和降落伞组成的系统机械能不守恒,C错误;题图丁所示打台球的运动过程中,两个台球组成的系统在碰撞的一瞬间内力远大于外力,系统动量近似守恒,D正确。

C解析

小球陷入沙子过程,小球在竖直方向做变速运动,系统在竖直方向合力不为零,因此系统动量不守恒,故A错误;由于小球陷入沙子过程的时间未知,故沙子对小球的冲量大小未知,故B错误;小球与小车、沙子组成的系统在水平方向动量守恒,则mv0=(m+m0)v,解得v=1

m/s,故C正确,D错误。考点二碰撞问题必备知识•全方位凝练1.碰撞(1)特点:作用时间极短,内力(相互碰撞力)远大于外力,总动量守恒。(2)分类①弹性碰撞:碰撞后系统的机械能没有损失。②非弹性碰撞:碰撞后系统的机械能有损失。③完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体,机械能损失最大。

[练一练]判断下列说法对错(1)系统碰撞过程中,系统动量守恒。(

)(2)一个运动的小球与另一个静止的小球碰撞,机械能可能增加。(

)√×关键能力•多维度提升典例

(2026浙江桐乡一中高三选考模拟)“天宫课堂”上,两名航天员演示了三种情况下两球的正碰,其中一种情况是用一小钢球(m=100g)碰撞静止的大钢球(m0=500g),碰撞为弹性正碰。如图所示,图中“”为大钢球碰前初始位置,则碰后某时刻两球的位置情况可能为(

)C

C

考点三爆炸、反冲、人船模型必备知识•全方位凝练1.爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用时间很短,作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒。2.爆炸现象的三个规律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3.反冲(1)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,如发射炮弹、火箭等。(2)特点:系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力,动量守恒。4.对反冲运动的三点说明作用原理反冲运动是系统内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,所以系统的总机械能增加

关键能力•多维度提升

AC

典例2

(爆炸)(多选)如图所示,平静的湖面上静止一质量为m0的小船,在水平甲板上固定一竖直轻质挡板,有一质量为m的木块(可视为质点)紧靠挡板,两者间夹有火药(大小和质量均不计),木块到船右端距离为L,已知m0∶m=2∶1,忽略水的阻力及其他一切摩擦。某时刻引爆火药,木块与小船被迅速弹开。则下列说法正确的是(

)

CD

[真题信息拓展](多选)(2025广西卷)如图所示,在光滑平台上有两个相同的弹性小球M和N。M水平向右运动,速度大小为v。M与静置于平台边缘的N发生正碰,碰撞过程中总机械能守恒。若不计空气阻力,则碰撞后,N在(

)A.竖直墙面上的垂直投影的运动是匀速运动B.竖直墙面上的垂直投影的运动是匀加速运动C.水平地面上的垂直投影的运动速度大小等于vD.水平地面上的垂直投影的运动速度大小大于vBC解析

由于两小球碰撞过程中机械能守恒,M、N的质量相等,且发