【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第6章 第2课时 动量守恒定律及其应用课件 人教大纲版.ppt

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1、考考 纲纲 要要 求求三三 年年 考考 情情热热 点点 考考 向向考点考点要求要求2007年年2008年年2009年年动量守动量守恒定律恒定律宁夏理综宁夏理综(T30计算计算)全国卷全国卷(T16选择选择)全国卷全国卷(T24计算计算)全国卷全国卷(T23计算计算)天津理综天津理综(T15选择选择)四川理综四川理综(T18选择选择)重庆理综重庆理综(T24计算计算)四川理综四川理综(T25计算计算)北京理综北京理综(T24计算计算)全国理综全国理综(T23计算计算)天津理综天津理综(T24计算计算)全国卷全国卷(T21选择选择)天津卷天津卷(T10计算计算)四川卷四川卷(T22实验实验)重庆卷

2、重庆卷(T24计算计算)广东卷广东卷(T19计算计算)动量守恒定律属于高动量守恒定律属于高考热点，预计本课时考热点，预计本课时在在2011年的高考中，年的高考中，还将以综合考查为主，还将以综合考查为主，综合牛顿运动定律、综合牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械动量守恒定律、机械能守恒定律等知识进能守恒定律等知识进行考查题型以计算行考查题型以计算题为主，难度中等以题为主，难度中等以上命题背景多与碰上命题背景多与碰撞、反冲、平抛、圆撞、反冲、平抛、圆周运动等相联系，侧周运动等相联系，侧重考查学生分析问题、重考查学生分析问题、解决问题的能力解决问题的能力.动量知动

3、量知识的应识的应用用航天技航天技术的发术的发展和宇展和宇宙航行宙航行(包括包括碰撞、碰撞、反冲、反冲、火箭火箭)第第2 2课时课时 动量守恒定律及其应用动量守恒定律及其应用1动量守恒定律动量守恒定律(1)内容：相互作用的物体组成的系统内容：相互作用的物体组成的系统 或或 时，时，这个系统的总动量就保持不变，这就是动量守恒定律这个系统的总动量就保持不变，这就是动量守恒定律(2)公式：公式：m1v1m2v2 .不受外力不受外力所受合外力为零所受合外力为零m1v1m2v22动量守恒成立的条件动量守恒成立的条件(1)系统系统 外力外力或所受合外力或所受合外力 时，系统的动量守恒时，系统的动量守恒(2)

4、系统合外力不为零，但当内力系统合外力不为零，但当内力 外力时系统动量近似守恒外力时系统动量近似守恒如碰撞、打击、爆炸等过程，动量均可认为守恒如碰撞、打击、爆炸等过程，动量均可认为守恒(3)系统所受合外力不为零，但在某个方向上所受合外力系统所受合外力不为零，但在某个方向上所受合外力 或内力或内力 外力，或外力可以忽略，则在这个方向上，系统动量守恒外力，或外力可以忽略，则在这个方向上，系统动量守恒不受不受为零为零远大于远大于为零为零远大于远大于1动量守恒定律不同的表达形式及含义动量守恒定律不同的表达形式及含义(1)pp(系统相互作用前总动量系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量等于相互作用后总

5、动量p)；(2)p0(系统总动量的增量等于零系统总动量的增量等于零)；(3)p1p2(两个物体组成的系统中，各自动量增量大小相等、两个物体组成的系统中，各自动量增量大小相等、方向相反方向相反)其中其中(1)的形式最常用，具体到实际应用时又有以下常见的三种形式：的形式最常用，具体到实际应用时又有以下常见的三种形式：m1v1m2v2m1v1m2v2(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统)0m1v1m2v2(适用于原来静止的两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲等，适用于原来静止的两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲等，两者速率及位移大小与各自质量成反比两者速率

6、及位移大小与各自质量成反比)m1v1m2v2(m1m2)v(适用于两物体作用后结合在一起或具有共同速度适用于两物体作用后结合在一起或具有共同速度的情况的情况)2动量守恒的性质动量守恒的性质(1)矢量性：动量守恒方程是一个矢量方程对于作用前后物体的运动方向都矢量性：动量守恒方程是一个矢量方程对于作用前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，相反为负若方向未知，可设为与正方向相同列动量守恒方程，通过为正，相反为负若方向未知，可设为与正方向相同列动量守恒方程，通过解得结果的正负，判定未

7、知量的方向解得结果的正负，判定未知量的方向(2)瞬瞬时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统任一瞬时的动量恒定，列方时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统任一瞬时的动量恒定，列方程程m1v1m2v2m1v1m2v2时，等号左侧是作用过程中同一时刻各物体动量的时，等号左侧是作用过程中同一时刻各物体动量的矢量和，等号右侧是作用过程中另一时刻各物体动量的矢量和，不同时刻的动量矢量和，等号右侧是作用过程中另一时刻各物体动量的矢量和，不同时刻的动量不能相加不能相加(3)同一性：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，应注同一性：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

8、，应注意各物体的速度必须是相对同一参考系的速度一般以地面为参考系意各物体的速度必须是相对同一参考系的速度一般以地面为参考系(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统；也适用于多个物体组成的系统；普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统；也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统1. 木块木块a和和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在紧靠在墙壁上，在b上上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图施加向左的水平力使弹簧压缩，如图621所示，当

9、撤去外力后，下列说法所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是中正确的是()Aa尚未离开墙壁前，尚未离开墙壁前，a和和b组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒Ba尚未离开墙壁前，尚未离开墙壁前，a和和b组成的系统动量不守恒组成的系统动量不守恒Ca离开墙壁后，离开墙壁后，a和和b组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒Da离开墙壁后，离开墙壁后，a和和b组成的系统动量不守恒组成的系统动量不守恒解析：解析：动动量守恒定律的适用条件是不受外力或所受合外力为零量守恒定律的适用条件是不受外力或所受合外力为零a尚未离开尚未离开墙壁前，墙壁前，a和和b组成的系统受到墙壁对它们的作用力，不满足动量守恒条件；组成的系统受

10、到墙壁对它们的作用力，不满足动量守恒条件；a离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒答案：答案：BC1碰撞特点碰撞特点(1)直接作用；直接作用；时间短；时间短；一般来说内力远大于外力一般来说内力远大于外力(2)因内力远大于外力，所以因内力远大于外力，所以 近似守恒近似守恒(3)动能不可能增加动能不可能增加2爆炸爆炸特点：特点：(1)内力远大于外力，动量守恒内力远大于外力，动量守恒(2)由其他形式能转化为动能，系统动能会增加由其他形式能转化为动能，系统动能会增加动量动量3反冲反冲(1)特点：在系统内力作用下，系统一部分物体向某方向发生动量变化时，系特点：在

11、系统内力作用下，系统一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分向相反方向发生动量变化统内其余部分向相反方向发生动量变化(2)实例：喷气式飞机，火箭等实例：喷气式飞机，火箭等(3)人船模型：若系统在全过程中动量守恒，则这一系统在全过程中平均动量人船模型：若系统在全过程中动量守恒，则这一系统在全过程中平均动量也守恒，如果系统有两个物体组成，且相互作用前均静止，相互作用中均发也守恒，如果系统有两个物体组成，且相互作用前均静止，相互作用中均发生运动，则由生运动，则由 0，得，得m1s1m2s2.碰撞有哪几种形式？碰撞有哪几种形式？遵守遵守动能损失动能损失特点特点弹性碰撞弹性碰撞动量守恒定律、动量

12、守恒定律、机械能守恒定律机械能守恒定律(动能守恒动能守恒)0质量相等的两物质量相等的两物体发生弹性碰撞体发生弹性碰撞后，两物体交换后，两物体交换速度速度完全非弹性完全非弹性碰撞碰撞动量守恒定律动量守恒定律最大最大粘合在一起具有粘合在一起具有共同速度共同速度非弹性碰撞非弹性碰撞动量守恒定律动量守恒定律介于弹性碰撞和介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞之间之间2质质量相等的三个小球量相等的三个小球a，b，c在光滑水平面上以相同的速率运动，它们分别与在光滑水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的三个球甲、乙、丙相碰原来静止的三个球甲、乙、丙相碰(a与甲碰，与甲碰，b与乙碰，与乙碰，c与丙

13、碰与丙碰)，碰后，碰后a球球继续沿原来方向运动；继续沿原来方向运动；b球静止不动；球静止不动；c球被弹回则沿相反方向运动，这时甲、球被弹回则沿相反方向运动，这时甲、乙、丙三球中动量最大的是乙、丙三球中动量最大的是()A甲球甲球 B乙球乙球C丙球丙球 D因甲、乙、丙的质量未知，无法判断因甲、乙、丙的质量未知，无法判断解析：解析：根根据动量守恒定律，据动量守恒定律，p1p2，也就是说，若比较甲、乙、丙三球，也就是说，若比较甲、乙、丙三球获得的动量大小，可以比较获得的动量大小，可以比较a，b，c三球的动量变化大小，三球的动量变化大小，pam(vv)，pb0mv，pcm(vv)，可以看出，可以看出，c

14、球的动量变化大，因而丙球获球的动量变化大，因而丙球获得的动量大得的动量大答案：答案：C【例【例1】 如如图图622所示，所示，mA1 kg，mB4 kg，小物块，小物块mc1 kg，ab、dc段均段均光滑，光滑，dc段足够长；物体段足够长；物体A、B上表面粗糙，最初均处于静止最初小物块上表面粗糙，最初均处于静止最初小物块C静止在静止在a点，已知点，已知ab长度长度L16 m，现给小物块，现给小物块C一个水平向右的瞬间冲量一个水平向右的瞬间冲量I06 Ns.(1)当当C滑上滑上A后，若刚好在后，若刚好在A的右边缘与的右边缘与A具有共同的速度具有共同的速度v1(此时还未与此时还未与B相碰相碰)，求

15、，求v1的大小；的大小；(2)A、C共同运动一段时间后与共同运动一段时间后与B相碰，若已知碰后相碰，若已知碰后A被反弹回来，速度大小被反弹回来，速度大小为为0.2 m/s，C最后和最后和B保持相对静止，求保持相对静止，求B、C最终具有的共同速度最终具有的共同速度v2.解析：解析：(1)对对物块物块C，由动量定理，取向右为正方向，由动量定理，取向右为正方向I0mcv00， v0 6 m/s.从从C滑到滑到A的右边缘的过程中，由于的右边缘的过程中，由于F合合0，所以，所以A、C系统动量守恒，系统动量守恒，以以v0方向为正方向为正mcv0(mcmA)v1，v13 m/s.(2)以以v0方向为正，方向

16、为正，A、C一起向右运动到与一起向右运动到与B相碰后，相碰后，C将滑上将滑上B做减速运做减速运动，直到与动，直到与B达到共同的速度，整个过程动量守恒，达到共同的速度，整个过程动量守恒，有有(mcmA)v1mAvA(mBmC)v2.所以所以v21.24 m/s.答案：答案：(1)3 m/s(2)1.24 m/s应用动量守恒定律的解题步骤应用动量守恒定律的解题步骤1明明确研究对象，确定系统的组成确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程系统包括哪几个物体及研究的过程)；2进行受力分析，判断系统动量是否守恒进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒或某一方向上是否守恒)

17、；3规定正方向，确定初末状态动量；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；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代入数据，求出结果必要时讨论说明11A，B两船两船的质量均为的质量均为m，都静止在平静的湖面上，现，都静止在平静的湖面上，现A船中质量为船中质量为m的人，的人，以对地的水平速度以对地的水平速度v从从A船跳到船跳到B船，再从船，再从B船跳到船跳到A船，船，经，经n次跳跃后，人次跳跃后，人停在停在B船上，不计水的阻力，则船上，不计水的阻力，则()AA，B两船速度大小之比为两船速度大小之比为2 3 BA，B(包括人包括人)两船动量大小之比为两船动量大小之

18、比为1 1CA，B(包括人包括人)两船的动能之比为两船的动能之比为3 2 DA，B(包括人包括人)两船的动能之比为两船的动能之比为1 1解析：解析：人人和两船组成的系统动量守恒，两船原来静止，和两船组成的系统动量守恒，两船原来静止，总动量为总动量为0，A，B(包括人包括人)两船的动量大小相等，选项两船的动量大小相等，选项B正确正确经过经过n次跳跃后，次跳跃后，A船速度为船速度为vA，B船速度为船速度为vB.0mvA vB ，选项，选项A错错A船最后获得的动能为船最后获得的动能为EkA B船最后获得的动能为船最后获得的动能为EkB ，选项，选项C正确正确答案：答案：BC【例【例2】 A、B两两球

19、在光滑水平面上沿同一直线，向同一方向运动，球在光滑水平面上沿同一直线，向同一方向运动，A球动量为球动量为pA5 kgm/s，B球动量为球动量为pB7 kgm/s，两球碰后，两球碰后B球动量变为球动量变为pB10 kgm/s，则两球质量关系可能是，则两球质量关系可能是()AmAmB BmA2mB CmB4mA DmB6mA解析：解析：由由碰撞中动量守恒可求得碰撞中动量守恒可求得pA2 kgm/s要使要使A追上追上B，则必有：，则必有：vAvB，即即 ， mB1.4mA碰后碰后pA、pB均大于零，表示同向运动，则应有：均大于零，表示同向运动，则应有：vBvA即：即： ，mB5mA碰撞过程中，动能不

20、增加，碰撞过程中，动能不增加，则则 即：即： 推得推得mB mA 由由知，知，mA与与mB的关系为的关系为 mAmB5mA.答案：答案：C解决碰撞问题时要紧紧抓住三个依据解决碰撞问题时要紧紧抓住三个依据(即碰撞的三个特点即碰撞的三个特点)：1动动量守恒，即量守恒，即p1p2p1p2.2动能不增加，即动能不增加，即Ek1Ek2Ek1Ek2或或 3速度要合理速度要合理21在在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可以发生的情况是质量大于乙球的质量，它们正碰后可以发生的情况是()A甲球

21、停下，乙球反向运动甲球停下，乙球反向运动B甲球反向运动，乙球停下甲球反向运动，乙球停下C甲、乙两球都反向运动甲、乙两球都反向运动D甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等解析：解析：两两球动能相等，球动能相等，Ek .因因m甲甲m乙乙，则，则p甲甲p乙乙系统总动量大小为系统总动量大小为 ，方向为碰前甲球的速度方向，系统动量，方向为碰前甲球的速度方向，系统动量守恒，碰后的总动量仍为甲球的速度方向若碰后甲球停下，乙球反向能满足动量守恒，碰后的总动量仍为甲球的速度方向若碰后甲球停下，乙球反向能满足动量守恒，守恒，A对；若乙球停下，甲球反向，总动量将反向，对；若乙球停下，甲

22、球反向，总动量将反向，B错碰后甲、乙球都反向错碰后甲、乙球都反向运动时，一定满足甲球后来的动量小于乙球后来的动量；若甲、乙碰后动能仍相等，运动时，一定满足甲球后来的动量小于乙球后来的动量；若甲、乙碰后动能仍相等，有有p甲甲p乙乙，合动量将反向，动量守恒定律不成立，所以，合动量将反向，动量守恒定律不成立，所以C对，对，D错错答案：答案：AC【例【例3】 甲、乙两小船质量均为甲、乙两小船质量均为M120 kg，静止于水面上，甲船上的人质量静止于水面上，甲船上的人质量m60 kg，通过一根长为通过一根长为L10 m的绳用的绳用F120 N的水平力拉乙船，求的水平力拉乙船，求：(1)两船相遇时，两船分

23、别走了多少距离；两船相遇时，两船分别走了多少距离；(2)为防止两船相撞，人至少以多大的速度跳上乙船为防止两船相撞，人至少以多大的速度跳上乙船( (忽略水的阻力忽略水的阻力) )解析：解析：(1)甲甲船和人与乙船组成的系统动量时刻守恒船和人与乙船组成的系统动量时刻守恒由平均动量守恒得：由平均动量守恒得：(Mm)s甲甲Ms乙乙，又又s甲甲s乙乙L，以上两式联立可求得：以上两式联立可求得：s甲甲4 m，s乙乙6 m.(2)设设两船相遇时甲船的速度为两船相遇时甲船的速度为v1，对甲船和人用动能定理得：，对甲船和人用动能定理得：Fs甲甲 (Mm)v因系统总动量为零，所以人跳离甲后，甲速度为零时，人跳离速

24、度最小，因系统总动量为零，所以人跳离甲后，甲速度为零时，人跳离速度最小，设人跳离的速度为设人跳离的速度为v，因跳离时，甲船和人组成的系统动量守恒，因跳离时，甲船和人组成的系统动量守恒有：有：(Mm)v10mv可求出可求出v m/s.答案：答案：(1)4 m6 m(2) m/s利用利用“人船模型人船模型”解题的基本思路解题的基本思路1先判断初速度是否为零先判断初速度是否为零(若初速度不为零，则此式不成立若初速度不为零，则此式不成立)2判断在系统发生相对运动的过程中，至少有一个方向动量守恒判断在系统发生相对运动的过程中，至少有一个方向动量守恒(如水平方向或竖直方向如水平方向或竖直方向)3画出各物体

25、位移关系的草图，找出各长度间的关系式画出各物体位移关系的草图，找出各长度间的关系式 “ “人船模型人船模型” ”在实际应用中有许多变化，正确迁移、灵活运用是关键在实际应用中有许多变化，正确迁移、灵活运用是关键31如如图图623所示，一辆质量所示，一辆质量MA3 kg的小车静止在光滑的水平面上，的小车静止在光滑的水平面上，小车上有一质量小车上有一质量MB1 kg的光滑小球，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时的光滑小球，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为弹簧的弹性势能为Ep6 J，小球与车右端的距离，小球与车右端的距离L1.2 m，解除锁定，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并

26、被粘住，求：小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度；小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度；(2)整个过程中，小车移动的距离整个过程中，小车移动的距离解析：解析：(1)根根据动量守恒据动量守恒MAvAMBvB，且，且 得得vA1 m/s，vB3 m/s.(2)设整个过程小车向左位移为设整个过程小车向左位移为x，则小球向右移动，则小球向右移动Lx，所用时间为，所用时间为t，有：有： 得得x 0.3 m.答案：答案：(1)3 m/s1 m/s(2)0.3 m(18分分)如如图图624所示，在光滑水平面上有两个木块所示，在光滑水平面上有两个木块A和

27、和B，其质量，其质量mA1 kg、mB4 kg，它们中间用一根轻质弹簧相连一颗水平飞行的子弹质量为，它们中间用一根轻质弹簧相连一颗水平飞行的子弹质量为m50 g，以，以v0500 m/s的速度在极短时间内射穿两木块，已知射穿的速度在极短时间内射穿两木块，已知射穿A木块后木块后子弹的速度变为原来的子弹的速度变为原来的 ，且子弹射穿，且子弹射穿A木块损失的动能是射穿木块损失的动能是射穿B木块损失的木块损失的动能的动能的2倍求：系统运动过程中弹簧的最大弹性势能倍求：系统运动过程中弹簧的最大弹性势能【考卷实录】【考卷实录】【教师点评】【教师点评】该同学的书写符合学科的要求，并列出了结合本题的原始得分该同学的书写符合学科的要求，并列出了结合本题的原始得分方程，且明确了每一步的结果，应属于优秀答卷方程，且明确了每一步的结果，应属于优秀答卷. 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册