物理第06章 动量 第1讲 动量定理和动量守恒定律 新人教版

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1、动量动量第第 六六 章章考试内容考试内容要求要求高考命题统计高考命题统计命题规律命题规律2017卷卷卷卷卷卷动 量动 量 、 动 量 定动 量 定理、动量守恒定理、动量守恒定律及应用律及应用T146分分T206分分动量守恒定律是高考命题的重点和动量守恒定律是高考命题的重点和热点热点,常常与牛顿运动定律、能量常常与牛顿运动定律、能量守恒定律等知识综合考查常见考守恒定律等知识综合考查常见考查形式:查形式:利用动量守恒定律的条利用动量守恒定律的条件分析判断,对单一过程进行简单件分析判断,对单一过程进行简单应用应用在碰撞、反冲等问题中,在碰撞、反冲等问题中,应用动量守恒、动量定理、能量知应用动量守恒、

2、动量定理、能量知识和牛顿运动定律综合解题识和牛顿运动定律综合解题.弹性碰撞和非弹弹性碰撞和非弹性碰撞性碰撞实验:验证动量实验:验证动量守恒定律守恒定律第一讲动量定理和动量守恒定律第一讲动量定理和动量守恒定律0202核心考点探究突破0303模拟演练稳基提能栏目导航0101基础再现双基落实0404课后回顾高效练习0101基础再现双基落实1.冲量冲量(1)定义:力和力的定义:力和力的_的乘积的乘积(2)公式:公式:I_,适用于求恒力的冲量,适用于求恒力的冲量(3)方向:与方向:与_相同相同一一冲量和动量冲量和动量 作用时间作用时间 Ft 力的方向力的方向 2动量动量(1)定义:物体的定义:物体的_与

3、与_的乘积的乘积(2)表达式:表达式:p_.(3)单位:千克单位:千克米米/ /秒;符号:秒;符号:kgkgm/m/s.(4)特征:动量是状态量,是特征:动量是状态量,是_,其方向和,其方向和_方向相同方向相同质量质量 速度速度 mv 矢量矢量 速度速度 3思考下列问题:思考下列问题:(1)物体的速度变化动量是否变化?动能呢?举例说明物体的速度变化动量是否变化?动能呢?举例说明提示:提示:速度变化动量一定变化,动能不一定变化,如匀速圆周运动速度变化动量一定变化,动能不一定变化,如匀速圆周运动(2)物体的动量或动能变化,其速度是否一定变化?举例说明物体的动量或动能变化,其速度是否一定变化?举例说

4、明提示:提示:动量变化速度一定变化,动能变化动量一定变化,如变速直线运动动量变化速度一定变化,动能变化动量一定变化,如变速直线运动(3)冲量与功有何区别?一个力作用在物体上一段时间,该力的冲量是否为零?冲量与功有何区别?一个力作用在物体上一段时间,该力的冲量是否为零?该力是否一定对物体做功该力是否一定对物体做功提示:提示:冲量公式为:冲量公式为:IFt.是描述力的时间积累效应的物理量,它与时间相是描述力的时间积累效应的物理量,它与时间相对应冲量是矢量,它的方向由力的方向决定高中阶段只要求会用对应冲量是矢量,它的方向由力的方向决定高中阶段只要求会用IFt计算恒计算恒力的冲量力的冲量功的公式为:功

5、的公式为:WFs.是描述力的位移积累效应的物理量,它与位移相对应,是描述力的位移积累效应的物理量,它与位移相对应,功是标量力作用在物体上一段时间,不一定对物体做功,但一定有冲量功是标量力作用在物体上一段时间,不一定对物体做功,但一定有冲量.1.推导推导一质量为一质量为m的物体在一段时间的物体在一段时间t内受到一恒力内受到一恒力F的作用的作用,作用前后的速度分别,作用前后的速度分别为为v和和v,请你用动量表示出牛顿第二定律,请你用动量表示出牛顿第二定律二二动量定理动量定理 物体的加速度物体的加速度a_,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得Fma_.整理得整理得Ft_.mvmv 2动量定理动量定理(1

6、)内容:物体所受合力的冲量等于物体内容:物体所受合力的冲量等于物体_.(2)表达式:表达式:F合合tppp.(3)矢量性:动量变化量方向与矢量性:动量变化量方向与_的方向相同,可以在力的方向上用动量的方向相同,可以在力的方向上用动量定理定理(4)动能和动量的关系:动能和动量的关系:Ek_.动量的变化动量的变化 冲量冲量 3(1)合外力与动量有何关系?合外力的冲量与动量有何关系?合外力与动量有何关系?合外力的冲量与动量有何关系?(2)请你亲自体验一下:把一纸条放在桌面上,然后把粉笔立在纸条上,当你快请你亲自体验一下:把一纸条放在桌面上,然后把粉笔立在纸条上,当你快速和慢速把纸条从粉笔下抽出,会发

7、生什么现象?如何用动量定理解释?速和慢速把纸条从粉笔下抽出,会发生什么现象?如何用动量定理解释?提示:提示:快速抽纸条快速抽纸条,粉笔不易倒快抽和慢抽纸粉笔不易倒快抽和慢抽纸条条、粉笔受到的摩擦力大小一样快抽时粉笔受到的摩擦力大小一样快抽时,时间短时间短,由由Ftmv知知,动量的变化小动量的变化小,速度的变化小速度的变化小,不易不易倒倒1.利用牛顿第二定律推导动量守恒定律的表达式利用牛顿第二定律推导动量守恒定律的表达式(1)情境:光滑水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别是情境:光滑水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别是m1和和m2,沿着同,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是一直线向相

8、同的方向运动,速度分别是v1和和v2,且,且v1v2,过一段时间后,过一段时间后,m2追上追上了了m1两球发生碰撞,碰撞后的速度分别是两球发生碰撞,碰撞后的速度分别是v1和和v2.三三动量守恒定律动量守恒定律 m1v 1m2v 2 2 1判断正误判断正误(1)物体所受合力不变物体所受合力不变,则动量也不改变则动量也不改变()(2)物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同()(3)物体所受的合外力的冲量方向与物体动量变化的方向是一致的物体所受的合外力的冲量方向与物体动量变化的方向是一致的()(4)物体相互作用时动量守恒,但机械能不一定守恒物

9、体相互作用时动量守恒,但机械能不一定守恒()(5)若在光滑水平面上的两球相向运动,碰后均变为静止,则两球碰前的动量大若在光滑水平面上的两球相向运动,碰后均变为静止,则两球碰前的动量大小一定相同小一定相同()答案:答案:(1)(2)(3)(4)(5)答案:答案:A3关于物体的动量,下列说法中正确的是关于物体的动量,下列说法中正确的是()A物体的动量越大,其惯性也越大物体的动量越大,其惯性也越大B同一物体的动量越大,其速度一定越大同一物体的动量越大,其速度一定越大C物体的加速度不变,其动量一定不变物体的加速度不变,其动量一定不变D运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的位移方向运动物体在任一时刻

10、的动量方向一定是该时刻的位移方向答案:答案:B4(多选多选)质量为质量为m的小物块,在与水平方向成的小物块,在与水平方向成角的力角的力F作用下,沿光滑水平面作用下,沿光滑水平面运动,物块通过运动,物块通过A点和点和B点的速度分别是点的速度分别是vA和和vB,物块由,物块由A运动到运动到B的过程中,力的过程中,力F对对物块做功物块做功W和力和力F对物块作用的冲量对物块作用的冲量I的大小是的大小是()答案:答案:AD5甲、乙两个溜冰者质量分别为甲、乙两个溜冰者质量分别为48 kg和和50 kg,甲手里拿着质量为,甲手里拿着质量为2 kg的球,的球,两人均以两人均以2 m/s的速率,在光滑的冰面上沿

11、同一直线相向滑行,甲将球传给乙,乙再的速率,在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行,甲将球传给乙,乙再将球传给甲,这样抛接几次后,球又回到甲的手里,乙的速度为零,则甲的速度的将球传给甲,这样抛接几次后,球又回到甲的手里,乙的速度为零,则甲的速度的大小为大小为()A0B2 m/sC4 m/s D无法确定无法确定答案:答案:A0202核心考点探究突破考点考点一一 动量定理的理解和应用动量定理的理解和应用 2用动量定理解释现象用动量定理解释现象(1)p一定时,一定时,F的作用时间越短,力就越大;时间越大,力就越小的作用时间越短,力就越大;时间越大,力就越小(2)F一定,此时力的作用时间越长,一定,此时力的

12、作用时间越长,p就越大;力的作用时间越短,就越大;力的作用时间越短,p就越就越小小分析问题时,要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚分析问题时,要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚3应用动量定理解题的步骤应用动量定理解题的步骤(1)确定研究对象:可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统确定研究对象:可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统(2)进行受力分析:分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力进行受力分析:分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力(3)分析运动过程,选取正方向,确定初、末状态的动量以及整个过程合力的冲分析运动过程,选取正方向,确定初、末状态的动量以及整个过程合力的冲量量(4)列方

13、程:根据动量定理列方程求解列方程:根据动量定理列方程求解(2016课标课标)某游乐园入口旁有一喷泉某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为,喷出的水柱将一质量为M的的卡通玩具稳定地悬停在空中为计算方便起见,假设水柱从横截面积为卡通玩具稳定地悬停在空中为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持的喷口持续以速度续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于面积略大于S);水柱冲击到玩具底板;水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开忽略空气阻力已后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开忽略空气阻力已知水的密度为知

14、水的密度为,重力加速度大小为,重力加速度大小为g.求:求:(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量;喷泉单位时间内喷出的水的质量;(2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度 在流体类问题中用动量知识解题时,通常要取在流体类问题中用动量知识解题时,通常要取t时间内的流体为研究对象求解时间内的流体为研究对象求解未知量未知量如图所示,质量为如图所示,质量为m2 kg的物体,在水平力的物体,在水平力F8 N的作用下,由的作用下,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.若若F作用作用t16

15、 s后撤去,撤去后撤去,撤去F后又经后又经t22 s物体与竖直墙壁相碰,若物体与墙壁作用时间物体与竖直墙壁相碰,若物体与墙壁作用时间t30.1 s,碰墙后反向弹回的速度,碰墙后反向弹回的速度v6 m/s /s,求墙壁对物体的平均作用力,求墙壁对物体的平均作用力( (g g取取10 m/10 m/s2)答案:答案:280 N1(2017北京海淀区高三三模北京海淀区高三三模)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入如图所示,将一花瓶置于桌面上的桌布上,用水平向右物理学习更加有趣和深入如图所示,将一花瓶置于桌面上的桌布上,用水平向右的拉力

16、将桌布迅速抽出,花瓶发生了平移,但最终并没有滑出桌面,这是大家熟悉的拉力将桌布迅速抽出,花瓶发生了平移,但最终并没有滑出桌面,这是大家熟悉的惯性演示实验若花瓶、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过的惯性演示实验若花瓶、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中程中()A桌布对花瓶摩擦力的方向向左桌布对花瓶摩擦力的方向向左B花瓶在桌布上的滑动时间和在桌面上滑动的时间不相等花瓶在桌布上的滑动时间和在桌面上滑动的时间不相等C桌布对花瓶摩擦力的冲量与桌面对花瓶摩擦力的冲量桌布对花瓶摩擦力的冲量与桌面对花瓶摩擦力的冲量大小相等,方向相反大小相等,方向相反D若增大水平拉力,更快地将桌

17、布拉出,则花瓶可能滑若增大水平拉力,更快地将桌布拉出,则花瓶可能滑出桌面出桌面C 解析:解析:桌布对花瓶摩擦力的方向向右,选项桌布对花瓶摩擦力的方向向右,选项A错误;由于花瓶在桌面上和在桌错误;由于花瓶在桌面上和在桌布上的动摩擦因数相同,故受到的摩擦力相等,则由牛顿第二定律可知,加速度大布上的动摩擦因数相同,故受到的摩擦力相等,则由牛顿第二定律可知,加速度大小相等;花瓶在桌布上做加速运动,在桌面上做减速运动,则由小相等;花瓶在桌布上做加速运动,在桌面上做减速运动,则由vat可知,它在可知,它在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等;桌布对花瓶摩擦力的冲量与桌面对花瓶摩擦桌布上的滑动时间和在桌面上的相

18、等;桌布对花瓶摩擦力的冲量与桌面对花瓶摩擦力的冲量相同,故力的冲量相同,故C正确,正确,B错误;若增大水平拉力时,桌布在桌面上运动的加速错误;若增大水平拉力时,桌布在桌面上运动的加速度增大,则运动时间变短,则桌布抽出时的位移以及速度均变小,则花瓶没有可能度增大,则运动时间变短,则桌布抽出时的位移以及速度均变小,则花瓶没有可能滑出桌面;故滑出桌面;故D错误;故选错误;故选C2(2018四川仁寿一中模拟四川仁寿一中模拟)(多选多选)如图如图(a)所示,所示,a、b两物体分别从斜面上的两物体分别从斜面上的同一位置同一位置A由静止下滑,经由静止下滑,经B点的水平面上滑行一段距离后停下不计经过点的水平面

19、上滑行一段距离后停下不计经过B点时的点时的能量损失,用传感器采集到它们的能量损失,用传感器采集到它们的vt图象如图图象如图(b),则,则()Aa在水平面上滑行的距离比在水平面上滑行的距离比b的长的长Ba在斜面上滑行的加速度比在斜面上滑行的加速度比b的小的小Ca与水平面间的动摩擦因数比与水平面间的动摩擦因数比b的小的小D在斜面上运动的全过程中在斜面上运动的全过程中a重力的冲量比重力的冲量比b的大的大AC 解析:解析:A、速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移,由图线知,、速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移,由图线知,a匀减速直匀减速直线运动图线围成的面积大于线运动图线围成的面积大于b,可知,

20、可知a在水平面上滑行的距离大于在水平面上滑行的距离大于b,故,故A正确;正确;B、速度时间图线的斜率表示加速度,在斜面上,速度时间图线的斜率表示加速度,在斜面上,a图线的斜率大于图线的斜率大于b图线的斜率,可知图线的斜率,可知a在斜面上的加速度大于在斜面上的加速度大于b的加速度,故的加速度,故B错误;错误;C、由速度时间图线的斜率知,、由速度时间图线的斜率知,a在在水平面上的加速度大小比水平面上的加速度大小比b小,根据牛顿第二定律知,小,根据牛顿第二定律知,ag,可知,可知a与水平面间的与水平面间的动摩擦因数比动摩擦因数比b小,故小,故C正确;正确;D、重力的冲量等于重力乘以时间,由于、重力的

21、冲量等于重力乘以时间,由于a、b两物体两物体质量关系未知,无法判断冲量的大小,质量关系未知,无法判断冲量的大小,D错误故选错误故选AC1.判断动量是否守恒的步骤判断动量是否守恒的步骤方法一:从受力的角度分析方法一:从受力的角度分析(1)明确系统由哪几个物体组成明确系统由哪几个物体组成(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒是否守恒考点二考点二 动量守恒定律动量守恒定律 方法二:

22、从系统总动量变化情况判断方法二:从系统总动量变化情况判断(1)明确初始状态系统的总动量是多少明确初始状态系统的总动量是多少(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况况(3)确定系统动量变化情况,进而判断系统的动量是否守恒确定系统动量变化情况,进而判断系统的动量是否守恒2对动量守恒定律的理解对动量守恒定律的理解(1)动量守恒定律是说系统内部物体间的相互作用只能改变每个物体的动量,而动量守恒定律是说系统内部物体间的相互作用只能改变每个物体的动量,而不能改变系统的总动量不能改变系统的总动量(2)应用此定律时

23、我们应该选择地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体做参应用此定律时我们应该选择地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体做参照物照物(3)动量是矢量,系统的总动量不变是说系统内各个物体的动量的矢量和不动量是矢量,系统的总动量不变是说系统内各个物体的动量的矢量和不变等号的含义是说等号的两边不但大小相等,而且方向相同变等号的含义是说等号的两边不但大小相等,而且方向相同(2018天津静海一中调研天津静海一中调研)(多选多选)如图所示如图所示,A、B两个物体的质量之比两个物体的质量之比mA mB3 2,原来静止在平板车,原来静止在平板车C上,上,A、B间有一根被压缩的轻弹簧,地面光间有一根被压缩的轻弹簧,

24、地面光滑,当弹簧突然释放后,则滑,当弹簧突然释放后,则()A若若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒B若若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B、C组成的系统动量守组成的系统动量守恒恒C若若A、B所受的摩擦力大小相等,所受的摩擦力大小相等,A、B组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒D若若A、B所受的摩擦力大小相等,则所受的摩擦力大小相等,则A、B、C组成的系统动量不守恒组成的系统动量不守恒BC 解析:解析:当当A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同时,与平板车上表面间的动摩

25、擦因数相同时,A、B所受的摩擦力大所受的摩擦力大小不相等,小不相等,A、B组成的系统所受到的合外力不为零,动量不守恒,故组成的系统所受到的合外力不为零,动量不守恒,故A错误;当错误;当A、B所受的摩擦力大小相等时,所受的摩擦力大小相等时,A、B组成的系统合外力为零,动量守恒,故组成的系统合外力为零,动量守恒,故C正正确;当确;当A、B、C为一系统时,为一系统时,A、B所受的摩擦力为系统内力,不予考虑,地面光所受的摩擦力为系统内力,不予考虑,地面光滑,所以系统动量守恒,故滑,所以系统动量守恒,故B正确,正确,D错误错误判断动量守恒成立的条件判断动量守恒成立的条件(1)系统不受外力作用时,系统动量

26、守恒;系统不受外力作用时,系统动量守恒;(2)系统所受到的合外力为零时,系系统所受到的合外力为零时,系统动量守恒;统动量守恒;(3)系统所受合外力不为零,但系统内力远远大于外力时,系统动量近系统所受合外力不为零,但系统内力远远大于外力时,系统动量近似守恒;似守恒;(4)系统总动量不守恒,但系统在某一方向上符合以上三条中的某一条,则系统总动量不守恒,但系统在某一方向上符合以上三条中的某一条,则系统在该方向上动量守恒系统在该方向上动量守恒(多选多选)下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是() AC 解析:解析:A中子弹和木块组成的系统在水平方向

27、不受外力,竖直方向所受合力为中子弹和木块组成的系统在水平方向不受外力,竖直方向所受合力为零,系统动量守恒;零,系统动量守恒;B中在弹簧恢复原长过程中,系统在水平方向始终受墙的作用中在弹簧恢复原长过程中,系统在水平方向始终受墙的作用力,系统动量不守恒;力,系统动量不守恒;C中木球与铁球组成的系统所受合力为零,系统动量守恒;中木球与铁球组成的系统所受合力为零,系统动量守恒;D中木块下滑过程中,斜面始终受挡板作用力,系统动量不守恒中木块下滑过程中,斜面始终受挡板作用力,系统动量不守恒3如图所示,小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站如图所示,小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上,

28、现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱关于上述过程,下列说法中正确的是在小车上用力向右迅速推出木箱关于上述过程,下列说法中正确的是()A男孩和木箱组成的系统动量守恒男孩和木箱组成的系统动量守恒B小车与木箱组成的系统动量守恒小车与木箱组成的系统动量守恒C男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同C 解析:解析:男孩、小车与木箱组成的系统所受合外力为零,动量守恒,男孩、小车与木箱组成的系统所受合外力为零,动量守恒,A、B错错误,误,C正确;木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量

29、大小相等,方向相反,正确;木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等,方向相反,D错误错误A小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量守恒小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量守恒B小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量不守小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量不守恒恒C小球下滑过程中,在水平方向上小车和小球组成的系小球下滑过程中,在水平方向上小车和小球组成的系统总动量守恒统总动量守恒D小球下滑过程中,小车和小球组成的系统机械能守恒小球下滑过程中,小车和小球组成的系统机械能守恒BCD 解析:解析:小球和小车组成的系统水平方向上所受外力的合力为零,故系统水平方小球和小车组成的系统

30、水平方向上所受外力的合力为零,故系统水平方向上动量守恒,但总动量不守恒,向上动量守恒,但总动量不守恒,A错误;错误;B、C正确;又系统所受外力不做功故正确;又系统所受外力不做功故系统机械能守恒,系统机械能守恒,D正确正确.1.动量守恒定律的动量守恒定律的“四性四性”考点三考点三 动量守恒定律的理解和应用动量守恒定律的理解和应用 相对性相对性公式中公式中v1、v2、v1、v2必须相对于同一个惯性系必须相对于同一个惯性系同时性同时性公式中公式中v1、v2是在相互作用前同一时刻的速度,是在相互作用前同一时刻的速度,v1、v2是是在相互作用后同一时刻的速度在相互作用后同一时刻的速度矢量性矢量性应先选取

31、正方向应先选取正方向,凡是与选取的正方向一致的动量为正值,凡是与选取的正方向一致的动量为正值,相反为负值相反为负值普适性普适性不仅适用于低速宏观系统不仅适用于低速宏观系统,也适用于高速微观系统也适用于高速微观系统2.解题步骤解题步骤(1)明确研究对象,确定系统的组成明确研究对象,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);(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

32、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,必要时讨论说明光滑水平轨道上有三个木块光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为,质量分别为mA3m、mBmCm,开始时,开始时B、C均静止,均静止,A以初速度以初速度v0向右运动,向右运动,A与与B碰撞后分开,碰撞后分开,B又与又与C发生发生碰撞并粘在一起,此后碰撞并粘在一起,此后A与与B间的距离保持不变求间的距离保持不变求B与与C碰撞前碰撞前B的速度大小的速度大小应用动量守恒定律解题应用动量守恒定律解题(1)系统的动量是否守恒,与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有系统的动量是否守恒,与选择哪几个物体作为系统和分析

33、哪一段运动过程有直接关系直接关系(2)分析系统内物体受力时,要弄清哪些力是系统的内力,哪些力是系统外的物分析系统内物体受力时,要弄清哪些力是系统的内力,哪些力是系统外的物体对系统的作用力体对系统的作用力如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C,质量分别为,质量分别为mAmC2m,mBm,A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴弹簧与滑块不拴接接),开始时,开始时A、B以共同速度以共同速度v0运动,运动,C静止某时刻细绳突然断开,静止某时刻细绳突然断开,A、B被弹被弹开,然后开,然后B又与又与C发生碰撞并粘在

34、一起,最终三滑块速度恰好相同求发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同求B与与C碰撞前碰撞前B的速度的速度5(2018安徽滁州联考安徽滁州联考)(多选多选)一质量为一质量为M的小船静止在平静的湖面上,船头的小船静止在平静的湖面上,船头和船尾各站一位质量均为和船尾各站一位质量均为m的游泳爱好者,两人分别从船头和船尾沿相反的方向跃的游泳爱好者,两人分别从船头和船尾沿相反的方向跃入水中,则下列说法中正确的有入水中,则下列说法中正确的有()A若两人同时以相等的速率跃入水中,则船仍保持静止若两人同时以相等的速率跃入水中,则船仍保持静止B若两人先后以相等的相对水的速率跃入水中,则船速等于若两人先后以相等

35、的相对水的速率跃入水中,则船速等于0C若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中,则船速等于若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中,则船速等于0D无论两人如何跃入水中,船始终保持静止无论两人如何跃入水中,船始终保持静止AB 解析:解析:两个人和船组成的系统在水平方向上动量守恒,开始总动量为零,不管两个人和船组成的系统在水平方向上动量守恒,开始总动量为零,不管谁先跃入水中,若两人相对水的速率相等,则有谁先跃入水中,若两人相对水的速率相等,则有0mvmvMv,可知,可知v0,故,故A、B正确若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中,可知两人相对水的速度正确若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中,可知两人

36、相对水的速度大小不等,根据动量守恒定律知,船速不为大小不等,根据动量守恒定律知,船速不为0,故,故C、D错误错误6(2018郑州高三质量预测郑州高三质量预测)如图所示,质量为如图所示,质量为m245 g的物块的物块(可视为质点可视为质点)放在质量为放在质量为M0.5 kg的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为板间的动摩擦因数为0.4.质量为质量为m05 g的子弹以速度的子弹以速度v0300 m/s /s沿水平方向射沿水平方向射入物块并留在其中入物块并留在其中( (时间极短时间极短) ),g g取取10 m/10

37、 m/s2.子弹射入后,求:子弹射入后,求:(1)子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度v1.(2)木板向右滑行的最大速度木板向右滑行的最大速度v2.(3)物块在木板上滑行的时间物块在木板上滑行的时间t.答案:答案:(1)6 m/s /s(2)2 m/(2)2 m/s(3)1 s解析:解析:(1)子弹进入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度,由动量子弹进入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度,由动量守恒定律可得:守恒定律可得:m0v0(m0m)v1,解得,解得v16 m/s.(2)当子弹、物块、木板三者同速时,木板的速度最大,由动量守恒定律可得

38、:当子弹、物块、木板三者同速时,木板的速度最大,由动量守恒定律可得:(m0m)v1(m0mM)v2,解得,解得v22 m/s.(3)对物块和子弹组成的整体应用动量定理得:对物块和子弹组成的整体应用动量定理得:(m0m)gt(m0m)v2(m0m)v1,解得:解得:t1 s.(2016全国卷全国卷)如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上某时刻小孩将冰块面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上某时刻小孩将冰块以相对冰面以相对冰面3 m/s /s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上

39、斜面体,在斜面体上上升的的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为最大高度为h h0.3 m(0.3 m(h h小于斜面体的高度小于斜面体的高度) )已知小孩与滑板的总质量为已知小孩与滑板的总质量为m m1 130 30 kgkg,冰块的质量为,冰块的质量为m m2 210 kg10 kg,小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小,小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小g g10 m/10 m/s2.考点四考点四 动量守恒中的临界问题动量守恒中的临界问题 (1)求斜面体的质量;求斜面体的质量;(2)通过计算判断,冰块与斜面体通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追

40、上小孩?分离后能否追上小孩?答案:答案:(1)20 kg(2)追不上追不上在动量守恒定律的应用中,常常会遇到相互作用的两物体恰好分离、恰好不相在动量守恒定律的应用中,常常会遇到相互作用的两物体恰好分离、恰好不相碰、两物体相距最近、某物体恰好开始反向运动等临界问题,分析此类问题时:分碰、两物体相距最近、某物体恰好开始反向运动等临界问题,分析此类问题时:分析物体的受力情况、运动性质,判断系统是否满足动量守恒的条件,正确应用动量析物体的受力情况、运动性质,判断系统是否满足动量守恒的条件,正确应用动量守恒定律守恒定律如图所示,一质量如图所示,一质量M2 kg的带有弧形轨道的平台置于足够长的水的带有弧形

41、轨道的平台置于足够长的水平轨道上,弧形轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上静置一小球平轨道上,弧形轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上静置一小球B从弧形轨道从弧形轨道上距离水平轨道高上距离水平轨道高h0.3 m处由静止释放一质量处由静止释放一质量mA1 kg的小球的小球A,小球,小球A沿轨道下沿轨道下滑后与小球滑后与小球B发生弹性正碰,碰后小球发生弹性正碰,碰后小球A被弹回,且恰好追不上平台已知所有接被弹回,且恰好追不上平台已知所有接触面均光滑,重力加速度为触面均光滑,重力加速度为g10 m/s2.求小球求小球B的质量的质量答案:答案:3 kg7(多选多选)如图所示,木块如图所示,木块A的质量的质

42、量mA1 kg,足够长的木板,足够长的木板B的质量的质量mB4 kg,质量为,质量为mC4 kg的木块的木块C置于木板置于木板B上,水平面光滑,上,水平面光滑,B、C之间有摩擦现使之间有摩擦现使A以以v012 m/s /s的初速度向右运动,与的初速度向右运动,与B B碰撞后以碰撞后以4 m/4 m/s速度弹回,则速度弹回,则()AB运动过程中的最大速度为运动过程中的最大速度为4 m/sBB运动过程中的最大速度为运动过程中的最大速度为8 m/sCC运动过程中的最大速度为运动过程中的最大速度为4 m/sDC运动过程中的最大速度为运动过程中的最大速度为2 m/sAD 解析:解析:A与与B碰后瞬间,碰

43、后瞬间,C的运动状态未变,此时的运动状态未变,此时B的速度最大,由的速度最大,由A、B组成的组成的系统动量守恒系统动量守恒(取向右为正方向取向右为正方向),有,有mAv0mAvAmBvB,代入数据得,代入数据得vB4 m/s /s,A A正确,正确,B B错误;错误;B B与与C C相互作用使相互作用使B B减速、减速、C C加速,由于加速,由于B B足够长,所以足够长,所以B B和和C C能达到相同速度,二者共速后,能达到相同速度,二者共速后,C C速度最大,由速度最大,由B B、C C组成的系统动量守恒,有组成的系统动量守恒,有m mB Bv vB B( (m mB Bm mC C) )v

44、 vC C,代入数据得,代入数据得v vC C2 m/2 m/s,C错误,错误,D正确正确8.(2018广东阳江模拟广东阳江模拟)(多选多选)质量为质量为m的物块甲以的物块甲以3 m/s /s的速度在光滑水平面上的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定于其左端,另一质量也为运动,有一轻弹簧固定于其左端,另一质量也为m m的物块乙以的物块乙以4 m/4 m/s的速度与物块甲的速度与物块甲相向运动,如图所示则相向运动,如图所示则()AD A甲、乙两物块组成的系统在弹簧压缩过程中动量守恒甲、乙两物块组成的系统在弹簧压缩过程中动量守恒B当两物块相距最近时,物块甲的速率为零当两物块相距最近时,物块甲的速

45、率为零C物块甲的速率可能达到物块甲的速率可能达到5 m/sD当物块甲的速率为当物块甲的速率为1 m/s时,物块乙的速率可能为时,物块乙的速率可能为0解析:解析:甲、乙两物块组成的系统在弹簧压缩过程中,系统所受的合外力为零,甲、乙两物块组成的系统在弹簧压缩过程中,系统所受的合外力为零,系统动量守恒,故系统动量守恒,故A正确当两物块相距最近时速度相同,取碰撞前物块乙的速度正确当两物块相距最近时速度相同,取碰撞前物块乙的速度方向为正方向,设共同速率为方向为正方向,设共同速率为v,根据动量守恒定律有,根据动量守恒定律有mv乙乙mv甲甲2mv,解得,解得v0.5 m/s /s,故,故B B错误若物块甲的

46、速率达到错误若物块甲的速率达到5 m/5 m/s,方向与原来相同,则,方向与原来相同,则mv乙乙mv甲甲mv甲甲m乙乙v乙乙,解得,解得v乙乙6 m/s /s,两个物块的速率都增大,动能都增大,违反了,两个物块的速率都增大,动能都增大,违反了能量守恒定律;若物块甲的速率达到能量守恒定律;若物块甲的速率达到5 m/5 m/s,方向与原来相反,则,方向与原来相反,则mv乙乙mv甲甲mv甲甲m乙乙v乙乙,代入数据解得,代入数据解得v乙乙4 m/s /s,即碰撞后,物块乙的动能不变,物块甲的,即碰撞后,物块乙的动能不变,物块甲的动能增加,违反了能量守恒定律,所以物块甲的速率不可能达到动能增加,违反了能量守恒定律,所以物块甲的速率不可能达到5 m/5 m/s,故,故C错错误甲、乙两物块组成的系统动量守恒,若物块甲的速率为误甲、乙两物块组成的系统动量守恒,若物块甲的速率为1 m/s /s,方向与原来相,方向与原来相同,由动量守恒定律得同,由动量守恒定律得mvmv乙乙mvmv甲甲mvmv甲甲m m乙乙v v乙乙,解得,解得v v乙乙2 m/2 m/s;若物块甲;若物块甲的速率为的速率为1 m/s,方向与原来相反,由动量守恒定律得,方向与原来相反,由动量守恒定律得mv乙乙mv甲甲mv甲甲m乙乙v乙乙,解得,解得v乙乙0,故,故D正确正确谢谢观看

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