高考物理第一輪總復(fù)習(xí) 13_1動量守恒定律課件 教科版選修3-5

1、第1節(jié)　動量守恒定律,1．定義：運動物體的質(zhì)量和 的乘積叫做物體的動量，通常用p來表示．2．表達(dá)式：p＝ .3．單位：kg·m/s.4．標(biāo)矢性：動量是矢量，其方向和 方向相同．,一、動量,速度,mv,速度,5．動量、動能及動量變化量的比較,1．內(nèi)容：如果一個系統(tǒng) ，或者

2、，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這就是動量守恒定律．2．表達(dá)式(1)p＝p′，系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后的總動量p′.(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，作用前的動量和等于作用后的動量和．,二、動量守恒定律,不受外力,合外力為零,(3)Δp1＝－Δp2，相互作用的兩個物體動量的增量等大反向．(4)Δp＝0，系統(tǒng)總動量的增量為零．3．動量守恒定律的適用條件(1)不受外力或所受外

3、力的合力為 ．不是系統(tǒng)內(nèi)每個物體所受的合外力都為零，更不能認(rèn)為系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．(2)近似適用條件：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力．(3)如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零，則在這一方向上動量守恒.,零,1．碰撞：兩個或兩個以上的物體在相遇的極短時間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用力，而其他的相互作用力相對來說顯得微不足道的過程．2．彈性碰撞：如果碰撞過程中機械能 ，這樣的碰撞叫做彈

4、性碰撞．3．非彈性碰撞：如果碰撞過程中機械能 ，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞．4．完全非彈性碰撞：碰撞過程中物體的形變完全不能恢復(fù)，以致兩物體合為一體一起運動，即兩物體在非彈性碰撞后以同一速度運動，系統(tǒng)機械能損失最大．,三、碰撞現(xiàn)象,守恒,不守恒,1．碰撞現(xiàn)象(1)動量守恒(2)機械能不增加(3)速度要合理①若碰前兩物體同向運動，則應(yīng)有v后>v前，碰后原來在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體

5、同向運動，則應(yīng)有v前′≥v后′.②碰前兩物體相向運動，碰后兩物體的運動方向不可能都不改變．,四、碰撞、爆炸、反沖的特點分析,2．爆炸現(xiàn)象(1)動量守恒：由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的，爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的總動量守恒．(2)動能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動能，所以爆炸后系統(tǒng)的總動能增加．(3)位置不變：爆炸的時間極短，因而作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，

6、一般可忽略不計，可以認(rèn)為爆炸后仍然從爆炸前的位置以新的動量開始運動．3．反沖運動(1)反沖運動是相互作用的物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果．,(2)反沖運動的過程中，如果合外力為零或外力的作用遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力，可利用動量守恒定律來處理．(3)研究反沖運動的目的是找反沖速度的規(guī)律，求反沖速度的關(guān)鍵是確定相互作用的物體系統(tǒng)和其中各物體對地的運動狀態(tài)．,例1 如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mA∶mB＝3∶2，原來靜止在平板

7、小車C上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑．當(dāng)彈簧突然釋放后，則(　　)A．若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，A、B組成的系統(tǒng)的動量守恒B．若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，A、B、C組成的系統(tǒng)的動量守恒C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成的系統(tǒng)的動量守恒D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成的系統(tǒng)的動量守恒,題型一：動量守恒的判定,【解析】以A、B為研究對象，彈簧彈力則為內(nèi)力，而外力為A、

8、B的摩擦力，兩者所受的摩擦力方向相反，若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，則兩者所受的摩擦力大小不相等，合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒；若A、B所受的摩擦力大小相等，則A、B系統(tǒng)合外力為零，系統(tǒng)動量守恒；故選項A錯誤、C正確．以A、B、C為研究對象，則A、B與車之間的摩擦力是內(nèi)力，而地面光滑，系統(tǒng)的合外力為零，動量守恒，故選項B、D均正確．,【答案】BCD,【方法與知識感悟】判斷動量是否守恒，首先要明確研究對象(系統(tǒng))，分清系統(tǒng)的內(nèi)

9、外力，再根據(jù)守恒條件判斷．1. 內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的相互作用力. 2. 外力：系統(tǒng)外部物體對系統(tǒng)內(nèi)部物體的作用力．,例2 如圖所示，光滑水平直軌道上有三個滑塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA＝mC＝2m，mB＝m，A、B用細(xì)繩連接，中間有一壓縮的輕彈簧(彈簧與滑塊不拴接)．開始時A、B以共同速度v0運動，C靜止．某時刻細(xì)繩突然斷開，A、B被彈開，然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，最終三滑塊速度恰好相同．求B與C碰撞前B的速度．,【

10、思路點撥】確定研究對象和明確研究過程是解題的關(guān)鍵．,題型二：動量守恒的應(yīng)用,【方法與知識感悟】應(yīng)用動量守恒定律的解題步驟(1)明確研究對象(系統(tǒng)包括哪幾個物體及研究的過程)；(2)進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動量是否守恒(或某一方向上是否守恒)；(3)規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動量；(4)由動量守恒定律列式求解；(5)必要時進(jìn)行討論．,例3 如圖所示，甲車質(zhì)量m1＝20 kg，車上有質(zhì)量M＝50 kg的人，甲車(連同車上的人)以v

11、＝3 m/s的速度向右滑行. 此時質(zhì)量m2＝50 kg的乙車正以v0＝1.8 m/s的速度迎面滑來，為了避免兩車相撞，當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時，人從甲車跳到乙車上，已知乙車足夠長，求人跳出甲車的水平速度(相對地面)應(yīng)當(dāng)在什么范圍內(nèi)才能避免兩車相撞？(不計地面和小車間的摩擦，g取10 m/s2),題型三：動量守恒的臨界問題,【思路點撥】人跳到乙車上后，如果兩車速度同向，且甲車的速度小于或等于乙車的速度就可以避免兩車相撞，人跳離甲車的過程和

12、人落到乙車的過程中系統(tǒng)水平方向動量守恒.,【解析】以人、甲車、乙車組成的系統(tǒng)為研究對象，設(shè)甲車、乙車與人具有相同的速度v′，由動量守恒得(m1＋M)v－m2v0＝(m1＋m2＋M)v′，解得v′＝1 m/s. 以人與甲車組成的系統(tǒng)為研究對象，設(shè)人跳離甲車時速度為v2，由動量守恒得(m1＋M)v＝m1v′＋Mv2，解得v2＝3.8 m/s. 因此，只要人跳離甲車的速度v2≥3.8 m/s，就可避免兩車相撞.,【答案】v2≥3.8 m/

13、s,【方法與知識感悟】解決動量守恒中的臨界問題應(yīng)把握以下兩點：(1)尋找臨界狀態(tài)：題設(shè)情境中看是否有相互作用的兩物體相距最近，避免相碰和物體開始反向運動等臨界狀態(tài)．(2)挖掘臨界條件：在與動量相關(guān)的臨界問題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對速度關(guān)系與相對位移關(guān)系，即速度相等或位移相等．正確把握以上兩點是求解這類問題的關(guān)鍵．,【方法與知識感悟】綜合應(yīng)用動量觀點和能量觀點1．動量觀點和能量觀點這兩個觀點研究的是物體或系統(tǒng)運動變化所

14、經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的改變，不對過程變化的細(xì)節(jié)作深入的研究，而只關(guān)心運動狀態(tài)變化的結(jié)果及引起變化的原因，簡單地說，只要求知道過程的始末狀態(tài)動量式、動能式和力在過程中所做的功，即可對問題求解．2．利用動量觀點和能量觀點解題應(yīng)注意下列問題(1)動量守恒定律是矢量表達(dá)式，還可寫出分量表達(dá)式；而動能定理和能量守恒定律是標(biāo)量表達(dá)式，無分量表達(dá)式．,(2)動量守恒定律和能量守恒定律，是自然界中最普遍的規(guī)律，它們研究的是物體系，在力學(xué)中解題時必須注意

15、動量守恒條件及機械能守恒條件．在應(yīng)用這兩個規(guī)律時，當(dāng)確定了研究對象及運動狀態(tài)的變化過程后，根據(jù)問題的已知條件和求解的未知量，選擇研究的兩個狀態(tài)列方程求解．(3)中學(xué)階段凡可用力和運動解決的問題，若用動量觀點或能量觀點求解，一般比用力和運動的觀點簡便．,1．分析下列情況中系統(tǒng)的動量是否守恒( )A．如圖甲所示，小車停在光滑水平面上，車上的人在車上走動時，對人與車組成的系統(tǒng)B．子彈射入放在光滑水平面上的木塊

16、中對子彈與木塊組成的系統(tǒng)(如圖乙)C．子彈射入緊靠墻角的木塊中，對子彈與木塊組成的系統(tǒng)D．斜向上拋出的手榴彈在空中炸開時,ABD,【解析】對于人和車組成的系統(tǒng)，人和車之間的力是內(nèi)力，系統(tǒng)所受的外力有重力和支持力，合外力為零，系統(tǒng)的動量守恒，A正確；子彈射入木塊過程中，雖然子彈和木塊之間的力很大，但這是內(nèi)力，木塊放在光滑水平面上，系統(tǒng)所受的合外力為零，動量守恒，B正確；子彈射入緊靠墻角的木塊時，墻對木塊有力的作用，系統(tǒng)所受的合外力不為

17、零，系統(tǒng)的動量減小，C錯誤；斜向上拋出的手榴彈在空中炸開時，雖然受到重力作用，合外力不為零，但爆炸的內(nèi)力遠(yuǎn)大于重力，動量近似守恒，D正確.,2．一炮艦總質(zhì)量為M，以速度v0勻速行駛，從艦上以相對海岸的速度v沿前進(jìn)的方向射出一質(zhì)量為m的炮彈，發(fā)射炮彈后艇的速度為v′，若不計水的阻力，則下列各關(guān)系式中正確的是 .(填寫項前的編號)①Mv0＝(M－m)v′＋mv②Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0)③Mv0＝(M－

18、m)v′＋m(v＋v′)④Mv0＝Mv′＋mv,①,【解析】由題意知炮彈發(fā)射前后，系統(tǒng)動量守恒Mv0＝mv＋(M－m)v′，即①正確．,3．質(zhì)量mA＝10 g的子彈，以vA＝300 m/s的速度射向質(zhì)量mB＝40 g、靜止在光滑水平桌面上的木塊．(1)如果子彈留在木塊中，木塊運動的速度v1是多大？(2)如果子彈把木塊打穿，子彈穿過后的速度vA′＝100 m/s，這時木塊的速度v2又是多大？,【解析】(1)根據(jù)動量守恒定律得mAv

19、A＝(mA＋mB)v1解得v1＝60 m/s(2)根據(jù)動量守恒定律得mAvA＝mAvA′＋mBv2解得v2＝50 m/s,1．如圖所示，PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的圓周軌道，圓心O在S的正上方，在O和P兩點各有一質(zhì)量為m的小物塊a和b，從同一時刻開始，a自由下落，b沿圓弧下滑．以下說法正確的是( )A．a(chǎn)比b先到達(dá)S，它們在S點的動量不相等B．a(chǎn)與b同時到達(dá)S，它們在S點的動量不相等C．a(chǎn)比b先到達(dá)S

20、，它們在S點的動量相等D．b比a先到達(dá)S，它們在S點的動量相等,【夯實基礎(chǔ)】,A,2．在如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在其中，將彈簧壓縮到最短．若將子彈、木塊和彈簧合在一起作為系統(tǒng)，則此系統(tǒng)在從子彈開始射入到彈簧被壓縮至最短的整個過程中( )A．動量守恒，機械能守恒B．動量不守恒，機械能不守恒C．動量守恒，機械能不守恒D．動量不守恒，機械能守恒,B,【

21、解析】子彈射入木塊是瞬間完成的，這個過程相當(dāng)于子彈與木塊發(fā)生一次完全非彈性碰撞，動量守恒，機械能不守恒，一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，之后木塊(連同子彈)壓縮彈簧，將其動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，這個過程機械能守恒，但動量不守恒．由于左側(cè)擋板的支持力的沖量作用，使系統(tǒng)的動量不斷減少，所以整個過程中，動量和機械能均不守恒．,3．小船相對于地面以速度v1向東行駛，若在船上以相對地面的相同速率v分別水平向東和向西拋出兩個質(zhì)量相等的重物，則小船的速度將(

22、 )A．不變 B．減少C．增大 D．改變方向,C,AB,5．如圖所示，一個木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個小木塊．木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量．現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0，則( )A．小木塊和木箱最終都將靜止B．小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運動C．小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運動D．如果小木塊與木

23、箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運動,B,【能力提升】,6．如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，小車上有n個質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)用兩種方式將小球相對于地面以恒定速度v向右水平拋出，第一種方式是將n個小球一起拋出；第二種方式是將小球一個接一個地拋出，比較這兩種方式拋完小球后小車的最終速度( )A．第一種較大 B．第二種較大C．兩種一樣大 D．不

24、能確定,C,BC,8．火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m＝0.2 kg的氣體，噴出氣體相對地面的速度為v＝1 000 m/s. 設(shè)火箭的初質(zhì)量M＝300 kg，發(fā)動機每秒噴氣20次，在不考慮地球引力及空氣阻力的情況下，火箭在1 s末的速度是多大？,9．在光滑水平地面上有兩個相同的彈性小球A、B，質(zhì)量都為m.現(xiàn)B球靜止，A球向B球運動，發(fā)生正碰．已知碰撞過程中總機械能守恒，兩球壓縮最緊時的彈性勢能為Ep，求碰前A球的速度大?。?10．如圖所示，光滑

25、水平桌面上有長L＝2 m的擋板C，質(zhì)量mC＝5 kg，在其正中央并排放著兩個小滑塊A和B，mA＝1 kg，mB＝3 kg，開始時三個物體都靜止．在A、B間放有少量塑膠炸藥，爆炸后A以6 m/s速度水平向左運動，A、B中任意一塊與擋板C碰撞后，都粘在一起，不計摩擦和碰撞時間，求：(1)當(dāng)兩滑塊A、B都與擋板C碰撞后，C的速度是多大；(2)A、C碰撞過程中損失的機械能．,11．如圖所示，滑塊A、C質(zhì)量均為m，滑塊B質(zhì)量為m.開始時

26、，A、B分別以v1、v2的速度沿光滑水平軌道向固定在右側(cè)的擋板運動，現(xiàn)將C無初速地放在A上，并與A粘合不再分開，此時A與B相距較近，B與擋板相距足夠遠(yuǎn)．若B與擋板碰撞將以原速率反彈，A與B碰撞將粘合在一起．為使B能與擋板碰撞兩次，v1、v2應(yīng)滿足什么關(guān)系？,12．如圖所示，甲、乙兩個小孩各乘一輛冰車在水平冰面上做游戲，甲和他的冰車總質(zhì)量共為M＝30 kg，乙和他的冰車總質(zhì)量也是30 kg，游戲時甲推著一個質(zhì)量m＝15 kg的箱子和他一起

27、以大小為v0＝2 m/s的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來，為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處時乙迅速把它抓住，若不計冰面的摩擦，問甲至少要以多大的速度(相對地面)將箱子推出，才能避免與乙相撞．,【解析】設(shè)甲至少以速度v將箱子推出，甲推出箱子后速度為v甲，乙抓住箱子后速度為v乙，則由動量守恒定律，得：甲推箱子過程：(M＋m)v0＝Mv甲＋mv，乙抓箱子過程：mv－Mv0＝(M＋m)v乙，甲、乙恰不相碰的條件是