202X版高考物理总复习第六章第1节动量定理动量守恒定律课件

1、第六章第六章 碰撞与动量守恒碰撞与动量守恒高考导航高考导航( (教师备用教师备用) )考点内容考点内容要求要求高考高考( (全国卷全国卷) )三年命题情况对照分析三年命题情况对照分析201620162017201720182018动量、动量定理、动量动量、动量定理、动量守恒定律及其应用守恒定律及其应用卷卷T35(2):T35(2):动量动量定理和能量观点定理和能量观点卷卷T35(2):T35(2):动量动量守恒和能量守恒守恒和能量守恒卷卷T35(2):T35(2):动量动量守恒和能量守恒守恒和能量守恒卷卷T14:T14:动量动量守恒定律的应守恒定律的应用用卷卷T20:T20:动量动量定理的应用

2、定理的应用卷卷T14:T14:动量动量T24:T24:动量守恒和动量守恒和能量守恒能量守恒卷卷T15:T15:动量定动量定理理T24:T24:碰撞与动力碰撞与动力学综合学综合卷卷T25(2):T25(2):动量动量的计算的计算弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞和非弹性碰撞实验七实验七: :验证动量守恒验证动量守恒定律定律说明说明: :只限于一维只限于一维1.1.考查方式考查方式: :从近两年命题规律来看从近两年命题规律来看, ,应用动量定理、动量守恒定律应用动量定理、动量守恒定律, ,常以选常以选择题的形式对某一过程进行分析判断择题的形式对某一过程进行分析判断, ,应用碰撞或反冲运动模型应用碰撞或反

3、冲运动模型, ,常以计算题常以计算题的形式考查动量和能量观点的综合应用的形式考查动量和能量观点的综合应用. .2.2.命题趋势命题趋势: :综合应用动量和能量观点解决碰撞模型问题将是今后命题的热综合应用动量和能量观点解决碰撞模型问题将是今后命题的热点点, ,既可以将动量与力学知识结合既可以将动量与力学知识结合, ,也可将动量和电学知识结合也可将动量和电学知识结合, ,作为理综试作为理综试卷压轴计算题进行命题卷压轴计算题进行命题, ,难度会逐渐加大难度会逐渐加大. .第第1 1节动量定理动量守恒定律节动量定理动量守恒定律基础过关基础过关考点研析考点研析素养提升素养提升基础过关基础过关 紧扣教材紧

4、扣教材自主落实自主落实一、动量、动能、动量变化量的比较一、动量、动能、动量变化量的比较基础知识基础知识212mv动量动量动能动能动量变化量动量变化量定义定义物体的物体的 的乘积的乘积物体由于物体由于 而而具有的能量具有的能量物体末动量与初物体末动量与初动量的动量的 . .定义式定义式p=p= . . E Ek k= .p=p= . .标矢性标矢性 .标量标量矢量矢量特点特点状态量状态量状态量状态量 .质量和速度质量和速度运动运动矢量差矢量差mvmvp-pp-p矢量矢量过程量过程量二、冲量二、冲量1.1.定义定义: :力和力的力和力的 的乘积的乘积. .2.2.公式公式: :I=I= , ,适用

5、于求恒力的冲量适用于求恒力的冲量. .3.3.方向方向: :恒力时与恒力时与 相同相同. .三、动量定理三、动量定理1.1.内容内容: :物体在一个过程始末的物体在一个过程始末的 等于它在这个过程中所受力的冲量等于它在这个过程中所受力的冲量. .2.2.表达式表达式: :p-p=Ip-p=I或或mv-mv=Ft.mv-mv=Ft.3.3.动量与力动量与力物体动量的物体动量的 等于它所受的力等于它所受的力. .作用时间作用时间FtFt力的方向力的方向动量变化量动量变化量变化率变化率四、动量守恒定律四、动量守恒定律11Fm22Fm22vvt11vvt1.1.内容内容: :如果一个系统如果一个系统

6、, ,或者所受或者所受 为为0,0,这个系统这个系统的总动量保持不变的总动量保持不变. .2.2.表达式表达式m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2= = 或或p=p.p=p.不受外力不受外力外力的矢量和外力的矢量和m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2过关巧练过关巧练1.1.思考判断思考判断 (1)(1)一个物体动量大小不变时一个物体动量大小不变时, ,它的动量一定不变它的动量一定不变.(.( ) )(2)(2)物体所受合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同物体所受合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同.(.( ) )(3)(3)系统的机械能守恒时系统的机械能守恒

7、时, ,动量也一定守恒动量也一定守恒.(.( ) )(4)(4)物体的动量变化越大物体的动量变化越大, ,其速度变化一定越大其速度变化一定越大.(.( ) )(5)(5)系统内某物体所受合力不为系统内某物体所受合力不为0 0时时, ,系统的动量一定不守恒系统的动量一定不守恒.(.( ) ) 2.2.(2019(2019山东威海质检山东威海质检) )质量是质量是60 kg60 kg的建筑工人的建筑工人, ,不慎从高空跌下不慎从高空跌下, ,由于弹性安由于弹性安全带的保护全带的保护, ,使他悬挂起来使他悬挂起来. .已知安全带的缓冲时间是已知安全带的缓冲时间是1.2 s,1.2 s,安全带长安全带

8、长5 m,5 m,取取g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,则安全带所受的平均冲力的大小为则安全带所受的平均冲力的大小为( ( ) )A.500 NA.500 NB.600 NB.600 NC.1 100 NC.1 100 N D.100 N D.100 NC C3.3. 人教版选修人教版选修3 3- -5 5P16P16T5T5某机车以某机车以0.8 m/s0.8 m/s的速度驶向停在铁轨上的的速度驶向停在铁轨上的1515节车厢节车厢, ,跟它们对接跟它们对接. .机车跟第一节车厢相碰后机车跟第一节车厢相碰后, ,它们连在一起具有一个共同的速度它们连在一起具有一个共同的速度, ,紧紧接

9、着又跟第二节车厢相碰接着又跟第二节车厢相碰, ,就这样就这样, ,直到碰上最后一节车厢直到碰上最后一节车厢. .设机车和车厢的质设机车和车厢的质量都相等量都相等, ,求与最后一节车厢碰撞后车厢的速度求与最后一节车厢碰撞后车厢的速度, ,铁轨的摩擦忽略不计铁轨的摩擦忽略不计. .答案答案: :0.05 m/s0.05 m/s考点研析考点研析 核心探究核心探究重难突破重难突破考点一冲量与动量变化的计算考点一冲量与动量变化的计算1.1.动量与动量的变化动量与动量的变化(1)(1)动量既有大小又有方向动量既有大小又有方向, ,是状态量是状态量, ,其方向与该时刻的速度方向相同其方向与该时刻的速度方向相

10、同. .(2)(2)动量变化量也是矢量动量变化量也是矢量, ,是过程量是过程量, ,与状态变化有关与状态变化有关, ,其方向与合力的冲量等大其方向与合力的冲量等大同向同向. .2.2.冲量的计算冲量的计算(1)(1)恒力时直接用定义式恒力时直接用定义式I=FtI=Ft计算计算. .F-tF-t图像中图像中, ,图线与图线与t t轴所夹的面积即为变力的冲量轴所夹的面积即为变力的冲量. .如图所示如图所示. .对于易确定始、末时刻动量的情况对于易确定始、末时刻动量的情况, ,可用动量定理求解冲量可用动量定理求解冲量. .【典例典例1 1】 (2019 (2019湖南师大附中月考湖南师大附中月考)

11、)水平拉力分别作用在静止于水平面上等质水平拉力分别作用在静止于水平面上等质量的量的a,ba,b两物体上两物体上,F,F1 1FF2 2, ,作用相同距离作用相同距离, ,两物体与水平面的动摩擦因数相同两物体与水平面的动摩擦因数相同, ,则这则这个过程中个过程中F F1 1,F,F2 2的冲量的冲量I I1 1,I,I2 2的大小关系正确的是的大小关系正确的是( ( ) )A.A.一定一定I I1 1II2 2 B.B.一定一定I I1 1II2 2C.C.一定一定I I1 1=I=I2 2 D.D.可能可能I I1 1ImmB B, ,细绳绷直后细绳绷直后A A的加速度竖直向下的加速度竖直向下

12、, ,则则A A做向上的匀减速直线做向上的匀减速直线运动运动. .答案答案: :(1)0.6 s(1)0.6 s(2)2 m/s(2)2 m/s(3)0.6 m(3)0.6 m规律总结规律总结(1)(1)物体间发生相互作用的过程中物体间发生相互作用的过程中, ,若系统所受外力合力为若系统所受外力合力为0 0时时, ,优先选用动量优先选用动量守恒定律守恒定律. .(2)(2)当物体间发生很短时间的相互作用时当物体间发生很短时间的相互作用时, ,其内力远大于外力其内力远大于外力, ,对系统动量可以对系统动量可以认为守恒认为守恒, ,应选用动量守恒定律应选用动量守恒定律. .1.1. 动量守恒定律的

13、应用动量守恒定律的应用 (2019(2019江苏南京模拟江苏南京模拟)()(多选多选) )如图所示如图所示, ,静止小车静止小车C C放放在光滑地面上在光滑地面上,A,B,A,B两人站在车的两端两人站在车的两端, ,这两人同时开始相向行走这两人同时开始相向行走, ,发现车向左运发现车向左运动动, ,分析小车运动的原因可能是分析小车运动的原因可能是( ( ) )A.A,BA.A,B质量相等质量相等, ,但但A A比比B B速率大速率大B.A,BB.A,B质量相等质量相等, ,但但A A比比B B速率小速率小C.A,BC.A,B速率相等速率相等, ,但但A A比比B B的质量大的质量大D.A,BD

14、.A,B速率相等速率相等, ,但但A A比比B B的质量小的质量小题组训练题组训练ACAC解析解析: :两人及车组成的系统动量守恒两人及车组成的系统动量守恒, ,以向右为正方向以向右为正方向, ,则则m mA Av vA A-m-mB Bv vB B-m-mC Cv vC C=0,=0,得得m mA Av vA A-m-mB Bv vB B0,0,即即p pA AppB B. .若若m mA A=m=mB B, ,必有必有v vA AvvB B, ,故故A A正确正确,B,B错误错误; ;若若v vA A=v=vB B, ,必有必有m mA AmmB B, ,故故C C正确正确,D,D错误错误

15、. .2.2. 动量守恒定律的计算动量守恒定律的计算 (2019(2019山东济宁模拟山东济宁模拟) )两磁铁各放在一辆小车上两磁铁各放在一辆小车上, ,小车小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动. .已知甲车和磁铁的总质量为已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,0.5 kg,乙乙车和磁铁的总质量为车和磁铁的总质量为1.0 kg.1.0 kg.两磁铁的两磁铁的N N极相对极相对, ,推动一下推动一下, ,使两车相向运动使两车相向运动. .某某时刻甲的速率为时刻甲的速率为2 m/s,2 m/s,乙的速率为乙的速率为3 m/s,3 m/s,方向与甲相反方向与甲相反

16、. .两车运动过程中始终两车运动过程中始终未相碰未相碰. .则则: :(1)(1)两车最近时两车最近时, ,乙的速度为多大乙的速度为多大? ?答案答案: :(1)1.33 m/s(1)1.33 m/s(2)(2)甲车开始反向运动时甲车开始反向运动时, ,乙的速度为多大乙的速度为多大? ?答案答案: :(2)2 m/s(2)2 m/s素养提升素养提升 学科素养学科素养演练提升演练提升核心素养核心素养【思维拓展】【思维拓展】 应用动量定理解决流体问题应用动量定理解决流体问题通常液体流、电子流、光子流、气体流等被广义地视为通常液体流、电子流、光子流、气体流等被广义地视为“流体流体”, ,其中电子流、

17、其中电子流、光子流、气体流可统称为粒子流光子流、气体流可统称为粒子流. .对于液体流对于液体流, ,常选取质量为常选取质量为mm的液柱作为研究的液柱作为研究对象对象; ;对于粒子流对于粒子流, ,通常是以体积元通常是以体积元V=SvtV=Svt的体积内的的体积内的N N个粒子作为研究对个粒子作为研究对象象, ,从而将其转化成动量问题加以处理从而将其转化成动量问题加以处理. .类型一液体类问题类型一液体类问题液体及液体及其特点其特点液体流质量具有连续性液体流质量具有连续性, ,通常已知密度通常已知密度分分析析步步骤骤1 1建立建立“柱状柱状”模型模型, ,沿流速沿流速v v的方向选取一段柱形流体

18、的方向选取一段柱形流体, ,其横其横截面积为截面积为S S2 2微元研究微元研究, ,作用时间作用时间tt内的一段柱形流体的长度为内的一段柱形流体的长度为l,l,对应对应的质量为的质量为m=Svtm=Svt3 3建立方程建立方程, ,应用动量定理研究这段柱状流体应用动量定理研究这段柱状流体【示例示例1 1】 (2016(2016全国全国卷卷,35),35)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 M的卡的卡通玩具稳定地悬停在空中通玩具稳定地悬停在空中. .为计算方便起见为计算方便起见, ,假设水柱从横截面积为假设水柱从横截面积为S S的喷口持

19、续以速度的喷口持续以速度v v0 0竖直向上喷出竖直向上喷出; ;玩具底部为平板玩具底部为平板( (面积略大于面积略大于S);S);水柱冲击到玩具底板后水柱冲击到玩具底板后, ,在竖直方向水的在竖直方向水的速度变为零速度变为零, ,在水平方向朝四周均匀散开在水平方向朝四周均匀散开. .忽略空气阻力忽略空气阻力, ,已知水的密度为已知水的密度为,重力加速度重力加速度大小为大小为g.g.求求(1)(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; ;答案答案: :(1)v(1)v0 0S S(2)(2)玩具在空中悬停时玩具在空中悬停时, ,其底面相对于喷口的高度其底面相对于喷口的高度

20、. .类型二粒子类问题类型二粒子类问题粒子及粒子及其特点其特点通常电子流、光子流、尘埃等被广义地视为通常电子流、光子流、尘埃等被广义地视为“粒子粒子”, ,质量具有质量具有独立性独立性, ,通常给出单位体积内粒子数通常给出单位体积内粒子数n n分分析析步步骤骤1 1建立建立“柱状柱状”模型模型, ,沿运动的方向选取一段微元沿运动的方向选取一段微元, ,柱体的横截面积柱体的横截面积为为S S2 2在较短时间在较短时间tt内的一段柱形流体的长度为内的一段柱形流体的长度为l,l,对应的体积为对应的体积为V=SvV=Sv0 0t,t,则微元内的粒子数则微元内的粒子数N=nvN=nv0 0StSt3 3

21、先应用动量定理研究单个粒子先应用动量定理研究单个粒子, ,建立方程建立方程, ,再求出再求出N N个粒子的作用个粒子的作用结果结果【示例【示例2 2】 在太空中的飞行器上有一种装置在太空中的飞行器上有一种装置, ,它利用电场加速带电粒子它利用电场加速带电粒子, ,形成向形成向外发射的粒子流外发射的粒子流, ,从而对飞行器产生反冲力从而对飞行器产生反冲力, ,使其获得加速度使其获得加速度. .假设飞行器在太假设飞行器在太空中处于静止空中处于静止, ,已知飞行器的质量为已知飞行器的质量为M,M,发射的是发射的是2 2价氧离子价氧离子, ,发射功率为发射功率为P,P,加速加速电压为电压为U,U,每个

22、氧离子的质量为每个氧离子的质量为m,m,单位电荷的电量为单位电荷的电量为e,e,不计发射氧离子后飞行器不计发射氧离子后飞行器的质量变化的质量变化, ,求求: :(1)(1)射出的氧离子相对于飞行器的速度射出的氧离子相对于飞行器的速度; ;(2)(2)每秒钟射出的氧离子数每秒钟射出的氧离子数; ;(3)(3)射出离子后飞行器开始运动的加速度射出离子后飞行器开始运动的加速度. .高考模拟高考模拟1.(1.(20182018全国全国卷卷,14,14) )高铁列车在启动阶段的运动可看做初速度为零的匀加速高铁列车在启动阶段的运动可看做初速度为零的匀加速直线运动直线运动. .在启动阶段在启动阶段, ,列车的动能列车的动能( ( ) )A.A.与它所经历的时间成正比与它所经历的时间成正比B.B.与它的位移成正比与它的位移成正比C.C.与它的速度成正比与它的速度成正比D.D.与它的动量成正比与它的动量成正比B B2.2.(2018(2018全国全国卷卷,15),15)高空坠物极易对行人造成伤害高空坠物极易对行人造成伤