高考物理大一轮复习 专题十一 动量、波泣二象性和近代物理初步 第2讲 动量守恒定律的综合运用课件.ppt

第2讲 动量守恒定律的综合运用 一 碰撞 短 极大 守恒 1 特点 作用时间 相互作用的内力 有些碰撞尽管合外力不为零 但合外力相对于内力可忽略 故动量近似 2 分类 守恒 速度 1 弹性碰撞 机械能 2 非弹性碰撞 存在动能损失 3 完全非弹性碰撞 碰撞后具有共同的 动能损失最多 3 联系 从动能损失多少的角度看 非弹性碰撞介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间 基础检测 1 如图11 2 1所示 两滑块a b在光滑水平面上沿同一直线相向运动 滑块a的质量为m 速度大小为2v0 方向向右 滑块b的质量为2m 速度大小为v0 方向向左 两滑块发生弹 性碰撞后的运动状态是 a a和b都向左运动b a和b都向右运动c a静止 b向右运动d a向左运动 b向右运动 答案 d 图11 2 1 二 爆炸及反冲运动 1 爆炸 守恒 增加 1 动量守恒 由于爆炸是在极短的时间内完成的 爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力 所以在爆炸过程中 系统的总动量可看做 2 动能增加 在爆炸过程中 由于有其他形式的能量 如化学能 转化为动能 所以爆炸前后系统的总动能 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 如发射炮弹时炮身后退 火箭因喷气而发射等 1 系统内的不同部分在强大的内力作用下向 方向运动 通常用动量守恒定律来处理 2 反冲运动中 由于有其他形式的能转化为机械能 所以 系统的总机械能 相反 增加 守恒 3 反冲运动中系统的平均动量也 基础检测 2 爆竹声中一岁除 春风送暖入屠苏 爆竹声响是辞旧迎新的标志 是喜庆心情的流露 有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出 到达最高点时速度大小为v0 方向水平向东 在最高点爆炸成质量不等的两块 其中一块质量为2m 速度大小为 v 方向水平向东 则另一块的速度为 a 3v0 vb 2v0 3vc 3v0 2vd 2v0 v 考点1碰撞问题 重点归纳 1 三种碰撞形式的理解 续表 续表 考向1弹性碰撞 考题题组 1 2016年河北衡水中学高三调研 如图11 2 2所示 在光滑的水平面上 质量为m1的小球a以速率v0向右运动 在小球的前方o点处有一质量为m2的小球b处于静止状态 q点处为一竖直的墙壁 小球a与小球b发生正碰后小球a与小球b均向右运动 小球b与墙壁碰撞后原速率返回并与小球a在p点 相遇 pq 2po 则两小球质量之比m1 m2为 a 7 5b 1 3c 2 1d 5 3答案 d 图11 2 2 2 2015年新课标 卷 如图11 2 3所示 在足够长的光滑水平面上 物体a b c位于同一直线上 a位于b c之间 a的质量为m b c的质量都为m 三者都处于静止状态 现使a以某一速度向右运动 求m和m之间应满足什么条件 才能使a只与b c各发生一次碰撞 设物体间的碰撞都是弹性的 图11 2 3 考向2 非弹性碰撞 考题题组 3 冰球运动员甲的质量为80 0kg 当他以5 0m s的速度向前运动时 与另一质量为100kg 速度为3 0m s的迎面而来的运动员乙相撞 碰后甲恰好静止 假设碰撞时间极短 求 1 碰后乙的速度的大小 2 碰撞中总机械能的损失 4 如图11 2 4所示 三个质量相同的滑块a b c 间隔相等地静置于同一水平直轨道上 现给滑块a向右的初速度v0 度向右运动 b再与c发生碰撞 碰后b c粘在一起向右运动 滑块a b与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值 两次碰撞时间均极短 求b c碰后瞬间共同速度的大小 图11 2 4 考点2 爆炸和反冲 1 爆炸的特点 1 动量守恒 由于爆炸是在极短的时间内完成的 爆炸时物体间的相互作用力远远大于受到的外力 所以在爆炸过程中 系统的总动量守恒 2 动能增加 在爆炸过程中 由于有其他形式的能量 如化学能 转化为动能 所以爆炸后系统的总动能增加 3 位移不变 爆炸的时间极短 因而作用过程中物体运动的位移很小 一般可忽略不计 可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动 2 反冲 1 现象 物体的不同部分在内力的作用下向相反方向运动 2 特点 一般情况下 物体间的相互作用力 内力 较大 因此系统动量往往有以下几种情况 动量守恒 动量近似 守恒 某一方向动量守恒 3 反冲运动中机械能往往不守恒 4 实例 喷气式飞机 火箭等 考题题组 5 斜向上飞出的一个爆竹 到达最高点时 速度水平向东 立即爆炸成质量相等的三块 前面一块速度水平向东 后面一块速度水平向西 前 后两块的水平速度 相对地面 大小相等 方向相反 则以下说法中正确的是 a 爆炸后的瞬间 中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的 速度 b 爆炸后的瞬间 中间那块的速度可能水平向西 c 爆炸后三块将同时落到水平地面上 并且落地时的动量 相同 d 爆炸后的瞬间 中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间 爆竹的总动能 6 如图11 2 5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11 2 5 考点3 曲线运动与碰撞问题的综合 重点归纳解答此类问题的策略 1 根据物体的运动过程 分别利用曲线运动规律 如平抛运动的规律和圆周运动的规律 列方程 2 在临界点 如最高点或最低点 发生碰撞 由动量守恒定律列方程 3 分析碰撞后可能出现的情况 得出结果 考题题组 7 一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v 2m s 爆炸成为甲 乙两块水平飞出 甲 乙的质量比为3 1 不计质量损失 取重力加速度g 10m s2 则下列图中两块弹 片飞行的轨迹可能正确的是 a b c d 1 在a与墙壁碰撞的过程中 墙壁对a的平均作用力f的 大小 2 a b滑上圆弧轨道的最大高度h 图11 2 6 考点4 动量和能量的综合应用 重点归纳1 动量的观点和能量的观点 1 动量的观点 动量守恒定律 2 能量的观点 动能定理 机械能守恒定律和能量守恒定律 2 动量的观点和能量的观点的优点只要知道过程的始末状态动量式 动能式和力在过程中所做的功 即可对问题求解 不需要对过程变化的细节做深入研究 3 利用动量的观点和能量的观点解题时应注意下列问题 1 动量守恒定律是矢量表达式 故可写出分量表达式 而 动能定理 机械能守恒定律和能量守恒定律是标量表达式 无 分量表达式 2 应用这两个规律时 先确定研究对象及运动状态的变化 过程 再根据问题的已知条件和要求解的未知量 选择研究的 两个状态列方程求解 考题题组 9 2016年新课标 卷 如图11 2 7所示 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面前的冰块均静止于冰面上 某时刻小孩将冰块以相对冰面3m s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h 0 3m h小于斜面体的高度 已知小孩与滑板的总质量为m1 30kg 冰块的质量为m2 10kg 小孩与滑