高考物理一輪復(fù)習(xí)課件 【知識(shí)精講+高效備課】動(dòng)量守恒 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用

第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用[微點(diǎn)判斷](1)只要系統(tǒng)合外力做功為零，系統(tǒng)動(dòng)量就守恒。 ()(2)物體相互作用時(shí)動(dòng)量守恒，但機(jī)械能不一定守恒。 ()(3)若在光滑水平面上的兩球相向運(yùn)動(dòng)，碰后均變?yōu)殪o止，則兩球碰前的動(dòng)量大小一定相同。 ()(4)兩物體相互作用時(shí)若系統(tǒng)間存在摩擦力，則兩物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒。 ()(5)若系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，就無(wú)法應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題。 ()(6)只要系統(tǒng)所受合外力為零，則系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，系統(tǒng)的機(jī)械能也守恒()×√√×××一、碰撞模型1.分類(lèi):(1)完全非彈性碰撞:12v1v212v共第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用一、碰撞模型1.分類(lèi):(1)完全非彈性碰撞:12v1v212v共注意：動(dòng)量守恒里的v要考慮方向第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用一、碰撞模型1.分類(lèi):(1)完全非彈性碰撞:12v1v212v共第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用并聯(lián)質(zhì)量相對(duì)速度一、碰撞模型1.分類(lèi):(1)完全非彈性碰撞:12v1v212v共注意：動(dòng)量守恒里的v要考慮方向第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用并聯(lián)質(zhì)量相對(duì)速度一、碰撞模型1.分類(lèi):(2)非彈性碰撞:12v1v212v1/v2/12v共注意：形變部分恢復(fù)、碰后分開(kāi)第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用一、碰撞模型1.分類(lèi):(3)彈性碰撞:12v1v212v1/v2/12v共第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用=2v共-v1=2v共-v212v1v212v1/v2/12v共①若m1=m2交換速度1.分類(lèi):(3)彈性碰撞:=2v共-v1=2v共-v2②若m1>>m2,

且V2=0:③若m1<<m2,且V2=0:④V2/-V1/=V1-V2分離速度等于接近速度12v1v212v1/v2/12v共1.分類(lèi):(3)彈性碰撞:=2v共-v1=2v共-v2思考：非彈性碰撞和完全非彈性碰撞的分離速度與接近速度是什么關(guān)系？12v1v212v1/v2/12v共V2/-V1/=V1-V212v1v212v1/v2/12v共12v1v212v共12v共V2/-V1/<V1-V2V2/-V1/=0一、碰撞模型1.分類(lèi):2.基本規(guī)律:①動(dòng)量守恒：②動(dòng)能不增加：③符合實(shí)際情況：一切碰撞滿足的規(guī)律即：V1-V2≥V2/-V1/≥0V1>V2V2/>V1/第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用12v1v212v1/v2/12v共例1、在光滑水平面上，一質(zhì)量為m，速度大小為v的A球與質(zhì)量為3m靜止的B球發(fā)生正碰，碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，則碰后B球的速度大小可能是（）A．0.1v B．0.25v C．0.50v D．vBC例2、兩球A、B在光滑的水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動(dòng)，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s。當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是(

)A．vA′＝5m/s，vB′＝2.5m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝4m/sC．vA′＝－4m/s，vB′＝7m/sD．vA′＝7m/s，vB′＝1.5m/sB1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒0m/sv0hmv共第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型固定光滑斜面斜面不固定v斜系統(tǒng)動(dòng)量守恒嗎？不守恒系統(tǒng)機(jī)械能守恒嗎？守恒1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、v0第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型V0mME守恒第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型V0mMv共hmVmVMmghm=1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒V0mMv共hmVmVM得:Vm=VM=V0mMv共vyVMVm例3:一個(gè)質(zhì)量為m的物塊位于四分之一光滑圓弧的底端，圓弧位于光滑水平面上，質(zhì)量M=4m，半徑為0.5m，小物塊以V0=5m/s的速度沖向圓弧，求(1)物體升高的最高距離h，(2)物體滑回底端的速度v共vyhm=1mhmv共v共例3:一個(gè)質(zhì)量為m的物塊位于四分之一光滑圓弧的底端，圓弧位于光滑水平面上，質(zhì)量M=4m，半徑為0.5m，小物塊以V0=5m/s的速度沖向圓弧，求(1)物體升高的最高距離h，(2)物體滑回底端的速度vmvM=-3m/shmv共v共m0第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型V1V2V2hm1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒V0mMv共hm第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用V0mM二、單方向動(dòng)量守恒模型2.反沖類(lèi):VMVm水平p守恒、E守恒.v共hmxMxm1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒系統(tǒng)動(dòng)量守恒嗎?不守恒機(jī)械能守恒嗎？守恒第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型Vm得:xm=xM=

VMxMxm2.反沖類(lèi):水平p守恒、E守恒.1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型2.反沖類(lèi):水平p守恒、E守恒.1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒x物x斜mx物

－Mx斜

＝0x物+x斜

＝

mV物cosa

－MV斜

＝0v物v斜

mgh=hh第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型2.反沖類(lèi):水平p守恒、E守恒.1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒三、人船模型:x人＋x船＝Lmx人

－Mx船

＝0得：x人=x船=

P守恒、E不守恒h第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型2.反沖類(lèi):水平p守恒、E守恒.1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒三、人船模型:x人＋x船＝Lmx人

－Mx船

＝0得：x人=x船=

hmM思考：人球系統(tǒng)懸浮在空中，繩子多長(zhǎng)才能讓人安全爬到地面？mh

－Mx球

＝0L繩=h+

x球

P守恒、E不守恒h第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型2.反沖類(lèi):水平p守恒、E守恒.1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒三、人船模型:hmMP守恒、E不守恒四、火箭反沖:P近似守恒、E增加m燃料V1－M火箭V2＝0V2＝

h第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型2.反沖類(lèi):水平p守恒、E守恒.1.帶動(dòng)類(lèi):水平P守恒、E守恒三、人船模型:P守恒、E不守恒V0mMV0四、火箭反沖:P近似守恒、E增加第二講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用二、單方向動(dòng)量守恒模型三、人船模型:P守恒、E不守恒四、火箭反沖:P近似守恒、E增加五、木塊木板、子彈木快模型:2.沖出:1.共速:mV0=(m+M)V共

V共mV0=mV1+MV2

共速相當(dāng)于完非彈沖出類(lèi)非彈性碰撞

提能點(diǎn)(一)動(dòng)量守恒的判斷

兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒的判斷1.

2022年在我國(guó)舉辦第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)，短道速滑接力是其中一個(gè)比賽項(xiàng)目。如圖所示，在比賽過(guò)程中，“接捧”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面，并且開(kāi)始向前滑行，待乙追上甲時(shí)，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出。在乙推甲的過(guò)程中，忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用，則甲、乙組成的系統(tǒng)(

)A．機(jī)械能守恒，水平方向動(dòng)量守恒B．機(jī)械能不守恒，水平方向動(dòng)量守恒C．機(jī)械能守恒，水平方向動(dòng)量不守恒D．機(jī)械能不守恒，水平方向動(dòng)量不守恒B

多個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒的判斷2．(2021·全國(guó)乙卷)如圖，光滑水平地面上有一小車(chē)，一輕彈簧的一端與車(chē)廂的擋板相連，另一端與滑塊相連，滑塊與車(chē)廂的水平底板間有摩擦。用力向右推動(dòng)車(chē)廂使彈簧壓縮，撤去推力時(shí)滑塊在車(chē)廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)。在地面參考系(可視為慣性系)中，從撤去推力開(kāi)始，小車(chē)、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)(

)A．動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B．動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒C．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒D．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒B

某個(gè)方向上動(dòng)量守恒的判斷3．(2021年8省聯(lián)考·湖北卷)如圖所示，曲面體P靜止于光滑水平面上，物塊Q

自P的上端靜止釋放。Q與P的接觸面光滑，Q在P上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A．P對(duì)Q做功為零B．P和Q之間相互作用力做功之和為零C．P和Q構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒D．P和Q構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒、動(dòng)量守恒B提能點(diǎn)(二)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用1．動(dòng)量守恒定律的五個(gè)特性系統(tǒng)性研究的對(duì)象是相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng)同時(shí)性動(dòng)量是一個(gè)瞬時(shí)量，表達(dá)式中的p1、p2、…必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用前同一時(shí)刻的動(dòng)量，p1′、p2′、…必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用后同一時(shí)刻的動(dòng)量相對(duì)性各物體的速度必須是相對(duì)同一參考系的速度(一般是相對(duì)于地面)矢量性動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為矢量方程，解題時(shí)應(yīng)選取統(tǒng)一的正方向普適性動(dòng)量守恒定律不僅適用于低速宏觀物體組成的系統(tǒng)，還適用于接近光速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子組成的系統(tǒng)2.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟(1)明確研究對(duì)象，確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過(guò)程)。(2)進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)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(dòng)量。(4)由動(dòng)量守恒定律列出方程。(5)代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果，必要時(shí)討論說(shuō)明。[典例]

(2020·全國(guó)卷Ⅱ)(多選)水平冰面上有一固定的豎直擋板。一滑冰運(yùn)動(dòng)員面對(duì)擋板靜止在冰面上，他把一質(zhì)量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板，運(yùn)動(dòng)員獲得退行速度；物塊與擋板彈性碰撞，速度反向，追上運(yùn)動(dòng)員時(shí)，運(yùn)動(dòng)員又把物塊推向擋板，使其再一次以大小為5.0m/s的速度與擋板彈性碰撞?？偣步?jīng)過(guò)8次這樣推物塊后，運(yùn)動(dòng)員退行速度的大小大于5.0m/s，反彈的物塊不能再追上運(yùn)動(dòng)員。不計(jì)冰面的摩擦力，該運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量可能為(

)A．48kg

B．53kg

C．58kg

D．63kg提能點(diǎn)(二)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用第一次推出:0＝Mv1－mv0第二次:Mv1＋mv0＝－mv0＋Mv2第三次:Mv2＋mv0＝－mv0＋Mv3，第n次:Mvn-1＋mv0＝－mv0＋MvnMvn＝(2n-1)mv0vn＝(2n-1)mv0/Mv7＝13mv0/Mv7<v0v8＝15mv0/Mv8>v0M<15mM>13mBC[典例]

(2020·全國(guó)卷Ⅱ)(多選)水平冰面上有一固定的豎直擋板。一滑冰運(yùn)動(dòng)員面對(duì)擋板靜止在冰面上，他把一質(zhì)量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板，運(yùn)動(dòng)員獲得退行速度；物塊與擋板彈性碰撞，速度反向，追上運(yùn)動(dòng)員時(shí)，運(yùn)動(dòng)員又把物塊推向擋板，使其再一次以大小為5.0m/s的速度與擋板彈性碰撞?？偣步?jīng)過(guò)8次這樣推物塊后，運(yùn)動(dòng)員退行速度的大小大于5.0m/s，反彈的物塊不能再追上運(yùn)動(dòng)員。不計(jì)冰面的摩擦力，該運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量可能為(

)A．48kg

B．53kg

C．58kg

D．63kg提能點(diǎn)(二)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用撞一次：I墻=2mv0撞n次:Mvn＝(2n-1)mv0vn＝(2n-1)mv0/Mv7＝13mv0/Mv7<v0v8＝15mv0/Mv8>v0M<15mM>13mBCnI墻=mV0+MVn[針對(duì)訓(xùn)練]1．在沈海高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質(zhì)量為1.5×104kg向南行駛的長(zhǎng)途客車(chē)迎面撞上了一質(zhì)量為2.0×104kg向北行駛的貨車(chē)，碰后兩輛車(chē)連在一起，并向北滑行了一小段距離后停止，根據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定，兩車(chē)碰撞前長(zhǎng)途客車(chē)以108km/h的速度行駛，由此可判斷貨車(chē)碰撞前的行駛速度大小為(

)A．大于10m/s

B．小于22.5m/sC．一定大于22.5m/s D．一定大于30m/sCv客＝108km/h＝30m/sm客v客＜m貨v貨得v貨＞22.5m/sBCmv0－Mv1＝0V1BD[針對(duì)訓(xùn)練]1.

(2022·西安模擬)如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小球在距離車(chē)底面高20m處以一定的初速度向左平拋，落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車(chē)中，車(chē)底涂有一層油泥，車(chē)與油泥的總質(zhì)量為4kg，設(shè)小球在落到車(chē)底前瞬間速度是25m/s，則當(dāng)小球與小車(chē)相對(duì)靜止時(shí)，小車(chē)的速度是(

)A．5m/s

B．4m/s

C．8.5m/s

D．9.5m/sA得v0＝15m/s-mv0＋Mv1＝(M＋m)V共得V共＝5m/s2.如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時(shí)刻小孩將冰塊以相對(duì)冰面3m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h＝0.3m(h小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1＝30kg，冰塊的質(zhì)量為m2＝10kg，小孩與滑板始終無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。取重力加速度的大小g＝10m/s2。(1)求斜面體的質(zhì)量；(2)通過(guò)計(jì)算判斷，冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？m2v2＝(m2＋m3)v共

解:(1)物塊斜面得m3＝20kg2.如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時(shí)刻小孩將冰塊以相對(duì)冰面3m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h＝0.3m(h小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1＝30kg，冰塊的質(zhì)量為m2＝10kg，小孩與滑板始終無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。取重力加速度的大小g＝10m/s2。(1)求斜面體的質(zhì)量；(2)通過(guò)計(jì)算判斷，冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？-m1v1＋m2v2＝0(2)人推物塊:得v1＝1m/sm2v2＝m2v2/＋m3v3/物塊、斜面＝－1m/s不能追上小孩

[典題例析][例1]如圖所示，三個(gè)直徑相同的小球靜止在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，A、C兩球的質(zhì)量均為m，B球的質(zhì)量為km(k>1)。給A球一個(gè)水平向右的初速度v0，B球先與A球發(fā)生彈性正碰，再與C球發(fā)生彈性正碰。求系數(shù)k的值為多大時(shí)，B與C碰后瞬間B球的速度最大？解:A、B:mv0＝mvA＋kmvBVB=B、C:kmvB=kmvB/+mVc/VB/=

提能點(diǎn)(三)碰撞模型

即：k=3時(shí)，VB/最大[例2]某超市兩輛相同的手推購(gòu)物車(chē)質(zhì)量均為m且相距為l沿直線排列，靜置于水平地面上。為了節(jié)省收納空間，工人給第一輛車(chē)一個(gè)瞬間的水平推力使其運(yùn)動(dòng)，并與第二輛車(chē)相碰，且在極短時(shí)間內(nèi)相互嵌套結(jié)為一體，以共同的速度運(yùn)動(dòng)了距離l/2，恰好停靠在墻邊。若車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力恒為車(chē)重的k倍，忽略空氣阻力，重力加速度為g。求：(1)購(gòu)物車(chē)碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)工人給第一輛購(gòu)物