优化方案高考物理总复习第二节动量守恒定律及其应用课件大纲人教版

1、第二节第二节 动量守恒定律及其应用动量守恒定律及其应用第二节第二节 动量守恒定律及其应用动量守恒定律及其应用基础知识梳理基础知识梳理课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练基础知识梳理基础知识梳理一、动量守恒定律一、动量守恒定律1内容：一个系统内容：一个系统_或者所受外力之和或者所受外力之和_，这个系统的总动量保持不变，这个系统的总动量保持不变2数学表达式数学表达式(1)pp(系统相互作用前总动量系统相互作用前总动量p等于相互作用等于相互作用后总动量后总动量p)(2)m1v1m2v2m1v1m2v2(相互作用的两个物相互作用的两个物体组成的系统，作用前动量之和等

2、于作用后动量体组成的系统，作用前动量之和等于作用后动量之和之和)不受外力不受外力为零为零(3)p1p2(相互作用的两个物体组成的系统，相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小两物体动量增量大小_、方向、方向_)(4)p0(系统总动量前后差为零系统总动量前后差为零)3适用条件适用条件(1)系统不受系统不受_或所受合力或所受合力_时，系统动量守时，系统动量守恒恒(2)系统所受的外力不为零，但当内力远大于外力系统所受的外力不为零，但当内力远大于外力时，系统动量近似守恒如碰撞问题中的摩擦力、时，系统动量近似守恒如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的重力等，外力比起相互作用的内力爆炸过程中的重力等，

3、外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计来小得多，可以忽略不计 (3)系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零，或外力远小于内力，则系统在该方向上动为零，或外力远小于内力，则系统在该方向上动量守恒量守恒相等相等相反相反外力外力为零为零二、碰撞和反冲现象二、碰撞和反冲现象1碰撞碰撞(1)特点：在碰撞现象中，一般都满足特点：在碰撞现象中，一般都满足_，可以认为相互碰撞的系统，可以认为相互碰撞的系统_守恒守恒(2)分类分类弹性碰撞：若总动能损失很小，可以忽略不计，弹性碰撞：若总动能损失很小，可以忽略不计，此碰撞为弹性碰撞此碰撞为弹性碰撞完全非弹性碰撞：若两

4、物体碰后粘合在一起，完全非弹性碰撞：若两物体碰后粘合在一起，这种碰撞损失动能这种碰撞损失动能_，此碰撞称为完全非弹性，此碰撞称为完全非弹性碰撞碰撞内力远大于内力远大于外力外力动量动量最多最多2反冲现象反冲现象在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象反的方向发生动量变化的现象课堂互动讲练课堂互动讲练一、动量守恒的一、动量守恒的“四性四性”及解题基本步骤及解题基本步骤1动量守恒的动量守恒的“四性四性”(1)矢量性：动量守恒方程是一个矢量方程对矢量性：动量

5、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，通过解得结果的与正方向相同列动量守恒方程，通过解得结果的正负，判定未知量的方向正负，判定未知量的方向(2)瞬时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是瞬时性：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，列方程系统任一瞬时的动量恒定，列方程m1v1m2v2m1v1m2v2时，等号左侧是作用前同

6、一时刻各物时，等号左侧是作用前同一时刻各物体动量的矢量和，等号右侧是作用后同一时刻各体动量的矢量和，等号右侧是作用后同一时刻各物体动量的矢量和，不同时刻的动量不能相加物体动量的矢量和，不同时刻的动量不能相加(3)同一性：由于动量大小与参考系的选取有关，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，应注意各物体的速度因此应用动量守恒定律时，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必须是相对同一参考系的速度一般以地面为参考系考系(4)普适性：它不仅适用于两个物体组成的系统，普适性：它不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观也适用于

7、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物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统统2解题的基本步骤解题的基本步骤特别提醒：特别提醒：分析物理现象不但要明确研究对象，分析物理现象不但要明确研究对象，而且要明确研究的是哪一段过程，碰撞过程的而且要明确研究的是哪一段过程，碰撞过程的初状态是刚开始发生相互作用的状态，此时的初状态是刚开始发生相互作用的状态，此时的动量为碰撞前的动量，末状态是相互作用刚结动量为碰撞前的动量，末状态是相互作用刚结束时的状态，此时的动量为碰撞后的动量束时的状态，此时的动量为碰撞后的动量1.(2011年北京六校联合调研年北京六校联合调研)在气

8、垫导轨上，一在气垫导轨上，一个质量为个质量为600 g的滑块以的滑块以0.2 m/s的速度与另一个质的速度与另一个质量为量为m400 g、速度为、速度为0.3 m/s的滑块迎面相撞，的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块并在一起，则此过程中损失的机碰撞后两个滑块并在一起，则此过程中损失的机械能为械能为_J.解析：解析：两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒，两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒，选选v10.2 m/s方向为正方向为正由动量守恒得：由动量守恒得：m1v1m2v2(m1m2)v所以损失的机械能为：所以损失的机械能为：答案：答案：0.03二、碰撞、爆炸及反冲现象的特点分析二、碰撞、爆炸及反冲现

9、象的特点分析1碰撞碰撞(1)碰撞的特点：时间极短；内力远大于外碰撞的特点：时间极短；内力远大于外力；碰撞过程中位移变化忽略不计力；碰撞过程中位移变化忽略不计(2)碰撞中的能量变化碰撞中的能量变化弹性碰撞：动量守恒，机械能守恒弹性碰撞：动量守恒，机械能守恒非弹性碰撞：动量守恒，动能有损失，转化为非弹性碰撞：动量守恒，动能有损失，转化为系统的内能系统的内能完全非弹性碰撞：动量守恒，动能损失最大，完全非弹性碰撞：动量守恒，动能损失最大，碰后两物体粘合在一起，速度相同碰后两物体粘合在一起，速度相同(3)判断一个碰撞过程是否存在的依据判断一个碰撞过程是否存在的依据动量守恒动量守恒机械能不增加机械能不增加

10、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)由其他形式的能转化为动能，系统动能会增加由其他形式的能转化为动能，系统动能会增加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，系统内其余部分向相反方向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2.如图如图621所示，一个质量为所示，一个质量为60 kg的人站在的人站在质量为质量为300 kg、长为、长为5 m的小船右端，开始时小船的小船右端，开始时小船处于静止状

11、态，小船的左端靠在岸边当他向左处于静止状态，小船的左端靠在岸边当他向左走到船的左端时走到船的左端时(不计船与水之间的阻力不计船与水之间的阻力)，船左，船左端离岸的距离为端离岸的距离为()图图621解析：解析：选选B.如图所示，以人、船如图所示，以人、船为研究对象，系统动量守恒，总为研究对象，系统动量守恒，总动量始终为零，所以人、船动量动量始终为零，所以人、船动量大小始终相等从图中可以看出，人、船的位移大小始终相等从图中可以看出，人、船的位移大小之和等于船长大小之和等于船长L.设人、船位移大小分别为设人、船位移大小分别为l1、l2，则：，则：mv1Mv2，两边同乘时间，两边同乘时间t，则，则ml

12、1Ml2，经典题型探究经典题型探究 (2009年高考天津理综卷年高考天津理综卷)如图如图622所示，所示，质量质量m10.3 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，车长车长L1.5 m，现有质量，现有质量m20.2 kg可视为质点可视为质点的物块，以水平向右的速度的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数止物块与车面间的动摩擦因数0.5，g取取10 m/s2，求：，求：动量守恒中的临界问题动量守恒中的临界问题(1)物块在车面上滑行的时间物块在车面上滑行的时

13、间t；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度端的速度v0不超过多少？不超过多少？【思路点拨思路点拨】物块不从小车右端滑出的临界条物块不从小车右端滑出的临界条件是：物块滑到小车右端时，两者速度相等件是：物块滑到小车右端时，两者速度相等图图622【解析解析】(1)设物块与小车共同速度为设物块与小车共同速度为v，以，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m2v0(m1m2)v设物块与车面间的滑动摩擦力为设物块与车面间的滑动摩擦力为Ff，对物块，对物块应用动量定理有应用动量定理有Fftm2vm2v0又又Ffm2

14、g代入数据得代入数据得t0.24 s.(2)要使物块恰好不从车面右端滑出，须使物块要使物块恰好不从车面右端滑出，须使物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v，则则m2v0(m1m2)v由功能关系有由功能关系有代入数据解得代入数据解得v05 m/s.故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度左端的速度v0不超过不超过5 m/s.【答案答案】(1)0.24 s(2)5 m/s【规律总结规律总结】处理动量守恒定律中的临界问处理动量守恒定律中的临界问题要抓住以下两点：题要抓住以下两点：(1)寻找临界状态寻找临

15、界状态题设情景中看是否有相互作用的两物体相距最题设情景中看是否有相互作用的两物体相距最近，避免相碰和物体开始反向运动等临界状近，避免相碰和物体开始反向运动等临界状态态(2)挖掘临界条件挖掘临界条件在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，即速度相等或位移相等正确把握以上两点是即速度相等或位移相等正确把握以上两点是求解这类问题的关键求解这类问题的关键变式训练变式训练1如图如图623所示，甲车质所示，甲车质量量m120 kg，车上有质量，车上有质量M50 kg的人，甲车的人，甲车(

16、连同车连同车上的人上的人)以以v3 m/s的速度向的速度向右滑行此时质量右滑行此时质量m250 kg的乙车正以的乙车正以v01.8 m/s的的图图623速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度车的水平速度(相对地面相对地面)应当在什么范围内才能应当在什么范围内才能避免两车相撞？避免两车相撞？(不计地面和小车间的摩擦，设乙不计地面和小车间的摩擦，设乙车足够长，取车足够长，取g10 m/s2)解析：解析：以人、甲车、乙车组成系统，由动量守恒得：以人、甲车、乙车

17、组成系统，由动量守恒得：(m1M)vm2v0(m1m2M)v，解得：，解得：v1 m/s.以人与甲车组成系统，人跳离甲车过程动量守恒，以人与甲车组成系统，人跳离甲车过程动量守恒，得得(m1M)vm1vMu，解得，解得u3.8 m/s.因此，只要人跳离甲车的速度因此，只要人跳离甲车的速度u3.8 m/s，就可避免，就可避免两车相撞两车相撞答案：大于等于答案：大于等于3.8 m/s碰撞规律的应用碰撞规律的应用 (2010年高考大纲全国卷年高考大纲全国卷)小球小球A和和B的质的质量分别为量分别为mA和和mB，且，且mAmB.在某高度处将在某高度处将A和和B先后从静止释放小球先后从静止释放小球A与水平

18、地面碰撞后向上与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处下方与释放处距离为弹回，在释放处下方与释放处距离为H的地方恰的地方恰好与正在下落的小球好与正在下落的小球B发生正碰设所有碰撞都发生正碰设所有碰撞都是弹性的，碰撞时间极短求小球是弹性的，碰撞时间极短求小球A、B碰撞后碰撞后B上升的最大高度上升的最大高度【解析解析】根据题意，由运动学规律可知，小球根据题意，由运动学规律可知，小球A与与B碰撞前的速度大小相等，设均为碰撞前的速度大小相等，设均为v0.由机械由机械能守恒有能守恒有设小球设小球A与与B碰撞后的速度分别为碰撞后的速度分别为v1和和v2，以竖直，以竖直向上方向为正，由动量守恒有向上方向为正，由动

19、量守恒有mAv0mB(v0)mAv1mBv2由于两球碰撞过程中能量守恒，故由于两球碰撞过程中能量守恒，故【方法总结方法总结】本题考查了动量守恒和运动学本题考查了动量守恒和运动学的有关知识，解答本题要注意两小球碰撞过程的有关知识，解答本题要注意两小球碰撞过程中动量守恒，能量也守恒中动量守恒，能量也守恒 变式训练变式训练2如图如图624所示，所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行甲球质量半径和动能都相等的两个小球相向而行甲球质量m甲甲大于乙球质量大于乙球质量m乙乙，水平面是光滑的，两球做对，水平面是光滑的，两球做对心碰撞后的运动情况可能是下述哪些情况心碰撞后的运动情况可能是下述哪些情况()A甲球

20、速度为零，乙球速度不为零甲球速度为零，乙球速度不为零B两球速度都不为零两球速度都不为零C乙球速度为零，甲球速度不为零乙球速度为零，甲球速度不为零D两球都以各自原来的速率反向运动两球都以各自原来的速率反向运动图图624 爆炸与反冲规律的应用爆炸与反冲规律的应用 (满分样板满分样板16分分)如如图图625所示，所示，质量相等的木块质量相等的木块A、B间夹间夹有一小块炸药，放在一段有一小块炸药，放在一段粗糙程度相同的水平地面粗糙程度相同的水平地面图图625点滑出，当点滑出，当A、B停止运动时立即让炸药爆炸，则停止运动时立即让炸药爆炸，则木块木块A最终静止在最终静止在Q点点(图中未标出图中未标出)已知

21、已知O、P两两点间的距离为点间的距离为s，炸药的质量可以忽略不计，爆炸，炸药的质量可以忽略不计，爆炸时间很短可以忽略不计，爆炸释放的化学能全部时间很短可以忽略不计，爆炸释放的化学能全部转化为木块的动能，求木块转化为木块的动能，求木块A从从O运动到运动到Q所用的所用的时间时间【思路点拨思路点拨】解答本题时应把握以下三点：解答本题时应把握以下三点：(1)爆炸瞬间动量守恒，机械能增加，能量守爆炸瞬间动量守恒，机械能增加，能量守恒恒(2)A、B一起滑动，可用动能定理列式一起滑动，可用动能定理列式(3)第二次滑动，因求时间，可结合牛顿第二定律、第二次滑动，因求时间，可结合牛顿第二定律、运动学公式分析求解运动学公式分析求解解题样板解题样板设木块的质量均为设木块的质量均为m，与地面间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为，炸药爆炸释放的化学能为，炸药爆炸释放的化学能为E0.第一次滑动过程第一次滑动过程中，从中，从O滑到滑到P，对，对A、B据动能定理：据动能定理：第二次滑动过程中，从第二次滑动过程中，从O滑出到减速为零，对滑出到减速为零，对A、B据牛顿第二定律得：据牛顿第二定律得：2mg2ma1，又，又v0a1t1(2分分)炸药爆炸时木块炸药爆炸时木块A、B系统动量守恒