高考物理一轮总复习 专题六 第1讲 动量 动量守恒定律课件

1、专题六碰撞与动量守恒,第 1 讲 动量动量守恒定律,考点 1,动量、冲量,1动量 (1) 定义：运动物体的质量和_ 的乘积叫做动,量，用 p 表示,速度,(2)表达式：p_.,Mv,kgm/s,(3)单位：由速度单位和质量单位共同确定，即_,速度,(4)动量是矢量，其方向和_方向相同 (5)动量、动能、动量变化量的比较.,2.冲量,Ft,(1)定义：力和力的作用时间的乘积叫冲量，即 I_. (2)对冲量的理解 冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，与 时间相对应 冲量是矢量，其方向由力的方向决定(不能说和力的方向 相同)如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向 就和力的方向相同

2、 要注意的是：冲量和功不同，恒力在一段时间内可能不 做功，但一定有冲量,【跟踪训练】,1关于物体的动量和动能，下列说法中正确的是() A一物体的动量不变，其动能一定不变 B一物体的动能不变，其动量一定不变 C两物体的动量相等，其动能一定相等 D两物体的动能相等，其动量一定相等,A,2(双选)如图 611 所示，质量相同的两个小物体 A、B 处于同一高度现使 A 由静止开始沿固定的光滑斜面自由下滑，而使 B 由静止开始自由下落，最后 A、B 都运动到同一水平地面上不计空气阻力则在上述过程中，A、B 两物体(),A所受重力的冲量相同 C所受合力的冲量相同,B所受重力做的功相同 D所受合力做的功相同

3、,图 611,解析：两物体落到地面所用的时间不同，故重力的冲量不 相等；两物体的合力的冲量等于动量的变化，两物体初动量为 零，末动量方向不一样，故合力的冲量也不相等；根据机械能 的知识可知，B、D 答案正确,答案：BD,3如图 612 所示，一物体分别沿三个倾角不同的光 滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端 C、D、E 处，三个过程 中重力的冲量依次为 I1、I2、I3 , 动量变化量的大小依次为p1、 p2、p3，则有(),AI1I2I3，p1p2p3 BI1I2I3，p1p2p3 CI1I2I3，p1p2p3,DI1I2I3，p1p2p3,图 612,解析：重力的冲量由下落时间决定，三者的下落

4、时间都不 一样，排除C、D；系统中只有重力做功，故根据能量守恒定律， 三者下滑到底端时速度大小相等，所以三者动量的变化量的大 小相等，B 正确,答案：B,考点 2 动量定理 1动量定理,(1)内容：物体在一个过程中所受合外力的冲量，等于物体,在这个过程始末的动量的_,(2)表达式：Ftpp 或 Ftmvmv. (3)对动量定理的理解,动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系 统当研究对象为物体系时，物体系总动量的增量等于相应时 间内物体系所受的合外力的冲量,动量定理公式中的 F 是研究对象所受的包括重力在内的 所有外力的合力它可以是恒力，也可以是变力当合外力为 变力时，F 应该是合外力

5、对作用时间的平均值,变化量,2用动量定理解释现象,可见合外力等于物体动量的变化率,(2)由 F,p t,可解释两类现象,当p 一定时，t 越短，力 F 就越大；t 越长，力 F 就越小 当 F 一定时，t 越长，动量变化量p 越大；t 越短， 动量变化量p 越小,【跟踪训练】,4下列对几种物理现象的解释中，正确的是(),A击钉时不用橡皮锤，是因为橡皮锤太轻 B跳高时在沙坑里填沙，是为了减小冲量 C在推车时推不动，是因为合外力冲量为零 D动量相同的两个物体受相同的制动力的作用，质量小 的先停下来,解析：击钉时不用橡皮锤，是因为在动量变化量p 一定 时，作用时间长，产生的作用力小；在跳高时，在沙坑

6、里填沙， 在p 一定时，填沙后相互作用时间长，人与沙之间的相互作用 力小，填沙是为了减小冲击力；推车时推不动，动量变化量p 为零，由 Ip 知，合外力冲量为零；由动量定理知，在动量 相同的两个物体受相同的制动力作用时，两个物体同时停下来， 选项 C 正确,答案：C,5如图 613 所示，质量为 m2 kg 的物体，在水平力 F8 N 的作用下，由静止开始沿水平面向右运动已知物体与 水平面间的动摩擦因数0.2，若 F 作用 t16 s 后撤去，撤去 F 后又经 t22 s 物体与竖直墙壁相碰若物体与墙壁作用时间 t30.1 s，碰墙后反弹的速度 v6 m/s，求墙壁对物体的平均 作用力(取 g1

7、0 m/s2),图 613,解：取从物体开始运动到撞墙后反向弹回的全过程应用动 量定理，并取 F 的方向为正方向，有：,考点 3,动量守恒定律,1内容：相互作用的物体组成的系统_或所受合,外力为_时，这个系统的总动量将保持不变,零,2公式：m1v1m2v2_.,m1v1m2v2,3动量守恒定律成立的条件 (1)系统不受外力或者所受外力之和为零 (2)系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计 (3)系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动 量守恒 (4)全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统 动量守恒,不受外力,4应用动量守恒定律解题时要注意“五性”,(1)矢量性：对于作用前

8、后物体的运动方向都在同一直线上 的问题，应选取统一的正方向，凡是与选取正方向相同的动量 为正，相反为负,(2)同时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统任一,瞬时的动量守恒，不同时刻的动量不能相加,(3)整体性：应用动量守恒定律时，要明确动量守恒定律的 研究对象是整个系统，这个系统的始末状态质量应相等 (4)相对性：由于动量大小与参考系的选取有关,因此应用动 量守恒定律时,应注意各物体的速度必须是相对于地面的速度,(5)普适性：适用于多物体系统，适用于宏观及微观,【跟踪训练】 6(双选)如图 614 放在光滑水平面上的 A、B 两小车 中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手分别控制小车处于静止状态，

9、,下面说法中正确的是(,),图 614 A两车同时放开后，两车的总动量为零 B先放开右手，后放开左手，从放开右手后的过程中， 两车的总动量守恒,C先放开右手，后放开左手，放开左手的过程中，两车,的总动量守恒，且总动量为零,D先放开右手，后放开左手，从放开左手后的过程中，,两车的总动量守恒，且总动量向右,解析：根据动量守恒定律的适用条件，两手同时放开，则 两车水平方向不受外力作用，总动量守恒放开右手，没放开 左手时，左手对车施加外力作用，不满足守恒条件，总动量不 守恒放开右手，再放开左手之后的过程中系统水平方向不受 外力，总动量守恒刚放开左手瞬间，B 车已有向右的动量， 因此系统的总动量向右,答

10、案：AD,7一炮艇总质量为 M，以速度 v0 匀速行驶，从船上以相 对海岸的水平速度 v 沿前进方向射出一质量为 m 的炮弹，发射 炮弹后艇的速度为 v.若不计水的阻力，则下列各关系式中正,确的是(,),AMv0(Mm)vmv BMv0(Mm)vm(vv0) CMv0(Mm)vm(vv) DMv0Mvmv,A,考点 4,碰撞、爆炸与反冲,1碰撞 (1)特点：作用时间极短，相互作用的内力极大，有些碰撞尽 管合外力不为零，但外力相对于内力可忽略，故动量近似守恒 (2)分类：弹性碰撞(动能也守恒)；非弹性碰撞(存在动能 损失)；完全非弹性碰撞(碰后具有共同速度，动能损失最多) (3)范围：从动能损失

11、多少的角度看，所有碰撞都介于弹性 碰撞和完全非弹性碰撞之间，即两者是动能损失的下限和上限,2爆炸及反冲运动,(1)爆炸：爆炸过程类似于碰撞，作用时间极短，相互作用 的内力极大，动量近似守恒因有其他形式的能转化为动能， 所以系统的动能在爆炸后将增加,(2)反冲运动：是相互作用的物体之间的作用力与反作用力 产生的效果，如发射炮弹时炮身的后退，火箭因喷气而发射等 在反冲运动中若内力远大于外力，可视为动量守恒,【跟踪训练】 8质量相等的 A、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同 一方向运动，A 球的动量是 7 kgm/s，B 球的动量是 5 kgm/s， 当 A 球追上 B 球时发生碰撞，则碰后 A、

12、B 两球的动量可能值,是(,) ApA6 kgm/s，pB6 kgm/s BpA6.5 kgm/s，pB5.5 kgm/s CpA2 kgm/s，pB14 kgm/s DpA4 kgm/s，pB17 kgm/s,解析：从碰撞客观实际出发，由于 A 追上 B 发生碰撞，碰 后 A 的速度必等于或小于 B 的速度，且两球质量相等，故 B 选 项错误；由碰撞动量守恒验证，D 选项错误；再从碰撞中动能 关系，即碰后总动能只有守恒或减少来看，C 选项错误，A 选 项正确 答案：A,9向空中发射一物体，不计空气阻力当此物体的速度恰 好沿水平方向时，炸成 a、b 两块炸后瞬间，若质量较大的 a,块的速度方向

13、仍沿原来的方向，则下列判断正确的是(,),A炸后瞬间，b 块的速度方向一定与原速度方向相反 Ba、b 一定同时到达水平地面 C从炸裂到落地的这段时间里，a 飞行的水平距离一定比 b 飞行的水平距离大 D在爆炸过程中，a、b 受到的爆炸力的冲量一定相同,解析：根据动量守恒定律，规定炸弹原来运动方向向右，,且为正方向,设爆炸后a、b 的速度大小分别为va、vb,则(mamb)v mavambvb . 爆炸后由于不知道爆炸释放的能量多少，若释放 能量很大，则完全有可能使 b 反冲向左运动，A 错误；爆炸后 a、b 均做平抛运动，同一高度则平抛落地的时间必定相同，B 正确；由守恒式以及 mamb 无法

14、判定 va 和 vb 的大小关系，水 平方向匀速运动的位移无法确定，C 错误；爆炸过程 a、b 系统 动量守恒，爆炸力对 a、b 的冲量必定等大反向，D 错误,答案：B,10如图 615 所示，在光滑水平面上质量为 M 的玩具 炮，以射角发射一颗质量为 m 的炮弹，炮弹离开炮口时的对 地速度为 v0 . 求玩具炮后退的速度 v.,图 615,解：炮弹出口时速度 v0 可分解为竖直向上的分量 vy 和水平 向右的分量 vx . 取炮和炮弹为系统，初始时系统动量为零，炮弹 出口时炮弹有竖直向上的动量 m vy ，而炮车在竖直方向上却没,有方向相反的动量，因此在竖直分方向上系统的动量不守恒 由于在水

15、平方向上水平面光滑无外力，炮车和炮弹组成的系统 在水平分方向上动量守恒设水平向左为正方向，据动量守恒,热点 1,动量守恒定律的简单应用,【例 1】(2011 年山东卷)如图 616 所示，甲、乙两船的 总质量(包括船、人和货物)分别为 10m、12m，两船沿同一直线 同一方向运动，速度分别为 2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的 人将一质量为 m 的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货 物接住，求抛出货物的最小速度(不计水的阻力),图 616,思路点拨：先判断是否满足动量守恒的条件,答题规范解：设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为 vmin，抛出货物后乙船的速度为 v1，甲船上的人接到货物

16、后船 的速度为 v2，由动量守恒定律得,12mv011mv1mvmin 10m2v0mvmin11mv2 ,为避免两船相撞应满足,v1v2 ,联立式得,vmin4v0 .,【触类旁通】,1.甲、乙两船自身质量为 120 kg，都静止在静水中，当一 个质量为 30 kg 的小孩以相对于地面 6 m/s 的水平速度从甲船 跳上乙船时，不计阻力,求甲、乙两船速度大小之比 v甲v乙 ,解：设小孩的运动方向为正方向,小孩跳离甲船的过程，由动量守恒定律得,mvm甲 v甲0 ,小孩跳上乙船的过程中，由动量守恒定律得,mv(m乙m)v乙 ,由两式代入数据得 v甲v乙54.,热点 2,碰撞、爆炸与反冲,【例 2

17、】(2011 年四川卷)随着机动车数量的增加，交通安全 问题日益凸显分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规， 珍惜生命一货车严重超载后的总质量为 49 t，以 54 km/h 的速 率匀速行驶发现红灯时司机刹车，货车即做匀减速直线运动， 加速度的大小为 2.5 m/s2 (不超载时则为 5 m/s2 ) (1)若前方无阻挡，问从刹车到停下来此货车在超载及不超 载时分别前进多远？ (2)若超载货车刹车时正前方 25 m 处停着总质量为 1 t 的轿 车，两车将发生碰撞，设相互作用 0.1 s 后获得相同速度，问货 车对轿车的平均冲力多大？,答题规范解：(1)设货车刹车时速度大小为v0，加速度大

18、 小为 a，末速度大小为 vt，刹车距离为 s.,设碰撞后两车共同速度为 v2，货车质量为 M，轿车质量为,m，由动量守恒定律,Mv1(Mm)v2,设货车对轿车的作用时间为t，平均冲力大小为 F ，由动,量定理,F tmv2,联立式，代入数据得,F 9.8104 N.,【触类旁通】,2如图 617 所示，光滑水平轨道上有三个木块 A、B、 C，质量分别为 mAmC2m，mBm，A、B 用细绳连接，中 间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不拴接)开始时 A、B 以共同 速度 v0 运动，C 静止某时刻细绳突然断开，A、B 被弹开，然 后 B 又与 C 发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同 求 B

19、 与 C 碰撞前 B 的速度,图 617,解：设共同速度为 v，A 和 B 分开后，B 的速度为 vB，由,动量守恒定律有,(mAmB)v0mAvmB vB mBvB(mBmC)v ,易错点,动量守恒过程分析,【例题】如图 618 所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车 在水平冰面上游戏甲和他的冰车总质量共为 M30 kg，乙和 他的冰车总质量也是 30 kg . 游戏时，甲推着一个质量为 m 15 kg 的箱子和他一起以大小为v02 m/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，乙迅速抓住若不计冰面摩擦，求甲至 少以多大速度(相对于地面)将箱子推出，才能避免与乙相撞？,图 618,正确解析：要想刚好避免