【优化方案】高考物理总复习 第6章第二节 动量守恒定律及其应用课件 大纲

第二节动量守恒定律及其应用第二节动量守恒定律及其应用基础知识梳理课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练基础知识梳理一、动量守恒定律1．内容：一个系统________或者所受外力之和____，这个系统的总动量保持不变．2．数学表达式(1)p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)．(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(相互作用的两个物体组成的系统，作用前动量之和等于作用后动量之和)．不受外力为零(3)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小____、方向____)．(4)Δp＝0(系统总动量前后差为零)．3．适用条件(1)系统不受____或所受合力____时，系统动量守恒．(2)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、爆炸过程中的重力等，外力比起相互作用的内力来小得多，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为零，或外力远小于内力，则系统在该方向上动量守恒．相等相反外力为零二、碰撞和反冲现象1．碰撞(1)特点：在碰撞现象中，一般都满足_______________，可以认为相互碰撞的系统____守恒．(2)分类①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．②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____，此碰撞称为完全非弹性碰撞．内力远大于外力动量最多2．反冲现象在系统内力作用下，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反的方向发生动量变化的现象．课堂互动讲练一、动量守恒的“四性”及解题基本步骤1．动量守恒的“四性”(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，通过解得结果的正负，判定未知量的方向．(2)瞬时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统任一瞬时的动量恒定，列方程m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2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，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．一般以地面为参考系．(4)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；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统．2．解题的基本步骤特别提醒：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束时的状态，此时的动量为碰撞后的动量．即时应用1.(2011年北北京京六六校校联联合合调调研研)在气气垫垫导导轨轨上上，，一一个个质质量量为为600g的滑滑块块以以0.2m/s的速速度度与与另另一一个个质质量量为为m＝400g、速速度度为为0.3m/s的滑滑块块迎迎面面相相撞撞，，碰碰撞撞后后两两个个滑滑块块并并在在一一起起，，则则此此过过程程中中损损失失的的机机械械能能为为________J.解析析：：两滑滑块块组组成成的的系系统统在在碰碰撞撞过过程程中中动动量量守守恒恒，，选选v1＝0.2m/s方向向为为正正．．由动动量量守守恒恒得得：：m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v′所以以损损失失的的机机械械能能为为：：答案案：：0.03二、、碰碰撞撞、、爆爆炸炸及及反反冲冲现现象象的的特特点点分分析析1．碰碰撞撞(1)碰撞撞的的特特点点：：①①时时间间极极短短；；②②内内力力远远大大于于外外力力；；③③碰碰撞撞过过程程中中位位移移变变化化忽忽略略不不计计．．(2)碰撞撞中中的的能能量量变变化化①弹弹性性碰碰撞撞：：动动量量守守恒恒，，机机械械能能守守恒恒．．②非非弹弹性性碰碰撞撞：：动动量量守守恒恒，，动动能能有有损损失失，，转转化化为为系系统统的的内内能能．．③完完全全非非弹弹性性碰碰撞撞：：动动量量守守恒恒，，动动能能损损失失最最大大，，碰碰后后两两物物体体粘粘合合在在一一起起，，速速度度相相同同．．(3)判断断一一个个碰碰撞撞过过程程是是否否存存在在的的依依据据①动动量量守守恒恒．．②机机械械能能不不增增加加．．2．爆爆炸炸特点点：：(1)内力力远远大大于于外外力力，，动动量量守守恒恒．．(2)由其其他他形形式式的的能能转转化化为为动动能能，，系系统统动动能能会会增增加加．．3．反反冲冲(1)特点点：：在在系系统统内内力力作作用用下下，，系系统统一一部部分分物物体体向向某某方方向向发发生生动动量量变变化化时时，，系系统统内内其其余余部部分分向向相相反反方方向向发发生生动动量量变变化化．．(2)实例例：：喷喷气气式式飞飞机机、、火火箭箭等等．．即时应用2.如图图6－2－1所示示，，一一个个质质量量为为60kg的人人站站在在质质量量为为300kg、长长为为5m的小小船船右右端端，，开开始始时时小小船船处处于于静静止止状状态态，，小小船船的的左左端端靠靠在在岸岸边边．．当当他他向向左左走走到到船船的的左左端端时时(不计计船船与与水水之之间间的的阻阻力力)，船船左左端端离离岸岸的的距距离离为为()图6－2－1解析：选B.如图所示，以人、船为研究对象，系统动量守恒，总动量始终为零，所以人、船动量大小始终相等．从图中可以看出，人、船的位移大小之和等于船长L.设人、船位移大小分别为l1、l2，则：mv1＝Mv2，两边同乘时间t，则ml1＝Ml2，经典题型探究(2009年高考天津理综卷)如图6－2－2所示，质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2m/s从左端滑上小车，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μ＝0.5，g取10m/s2，求：例1动量守恒中的临界问题题型一(1)物块块在在车车面面上上滑滑行行的的时时间间t；(2)要使使物物块块不不从从小小车车右右端端滑滑出出，，物物块块滑滑上上小小车车左左端端的的速速度度v0′不超超过过多多少少？？【思路路点点拨拨】物块块不不从从小小车车右右端端滑滑出出的的临临界界条条件件是是：：物物块块滑滑到到小小车车右右端端时时，，两两者者速速度度相相等等．．图6－2－2【解析析】(1)设物物块块与与小小车车共共同同速速度度为为v，以以水水平平向向右右为为正正方方向向，，根根据据动动量量守守恒恒定定律律有有m2v0＝(m1＋m2)v设物块与车面面间的滑动摩摩擦力为Ff，对物块应用用动量定理有有－Fft＝m2v－m2v0又Ff＝μm2g代入数据得t＝0.24s.(2)要使物块恰好好不从车面右右端滑出，须须使物块到车车面最右端时时与小车有共共同的速度，，设其为v′，则m2v0′＝(m1＋m2)v′由功能关系有有代入数据解得得v0′＝5m/s.故要使物块不不从小车右端端滑出，物块块滑上小车左左端的速度v0′不超过5m/s.【答案】(1)0.24s(2)5m/s【规律总结】处理动量守恒恒定律中的临临界问题要抓抓住以下两点点：(1)寻找临界状态态题设情景中看看是否有相互互作用的两物物体相距最近近，避免相碰碰和物体开始始反向运动等等临界状态．．(2)挖掘临界条件件在与动量相关关的临界问题题中，临界条条件常常表现现为两物体的的相对速度关关系与相对位位移关系，即即速度相等或或位移相等．．正确把握以以上两点是求求解这类问题题的关键．变式训练1如图6－2－3所示，甲车质质量m1＝20kg，车上有质量量M＝50kg的人，甲车(连同车上的人人)以v＝3m/s的速度向右滑滑行．此时质质量m2＝50kg的乙车车正以以v0＝1.8m/s的图6－2－3速度迎迎面滑滑来，，为了了避免免两车车相撞撞，当当两车车相距距适当当距离离时，，人从从甲车车跳到到乙车车上，，求人人跳出出甲车车的水水平速速度(相对地地面)应当在在什么么范围围内才才能避避免两两车相相撞？？(不计地地面和和小车车间的的摩擦擦，设设乙车车足够够长，，取g＝10m/s2)解析：：以人、、甲车车、乙乙车组组成系系统，，由动动量守守恒得得：(m1＋M)v－m2v0＝(m1＋m2＋M)v′，解得得：v′＝1m/s.以人与与甲车车组成成系统统，人人跳离离甲车车过程程动量量守恒恒，得得(m1＋M)v＝m1v′＋Mu，解得得u＝3.8m/s.因此，，只要要人跳跳离甲甲车的的速度度u≥3.8m/s，就可可避免免两车车相撞撞．答案：：大于于等于于3.8m/s例2碰撞规律的应用题型二(2010年高考考大纲纲全国国卷Ⅱ)小球A和B的质量量分别别为mA和mB，且mA＞mB.在某高高度处处将A和B先后从从静止止释放放．小小球A与水平平地面面碰撞撞后向向上弹弹回，，在释释放处处下方方与释释放处处距离离为H的地方方恰好好与正正在下下落的的小球球B发生生正正碰碰．．设设所所有有碰碰撞撞都都是是弹弹性性的的，，碰碰撞撞时时间间极极短短．．求求小小球球A、B碰撞撞后后B上升升的的最最大大高高度度．．【解析析】根据据题题意意，，由由运运动动学学规规律律可可知知，，小小球球A与B碰撞撞前前的的速速度度大大小小相相等等，，设设均均为为v0.由机机械械能能守守恒恒有有设小小球球A与B碰撞撞后后的的速速度度分分别别为为v1和v2，以以竖竖直直向向上上方方向向为为正正，，由由动动量量守守恒恒有有mAv0＋mB(－v0)＝mAv1＋mBv2②由于于两两球球碰碰撞撞过过程程中中能能量量守守恒恒，，故故【方法法总总结结】本题题考考查查了了动动量量守守恒恒和和运运动动学学的的有有关关知知识识，，解解答答本本题题要要注注意意两两小小球球碰碰撞撞过过程程中中动动量量守守恒恒，，能能量量也也守守恒恒．．变式式训训练练2如图图6－2－4所示示，，半径径和和动动能能都都相相等等的的两两个个小小球球相相向向而而行行．．甲甲球球质质量量m甲大于乙球球质量m乙，水平面面是光滑滑的，两两球做对对心碰撞撞后的运运动情况况可能是是下述哪哪些情况况()A．甲球速速度为零零，乙球球速度不不为零B．两球速速度都不不为零C．乙球速速度为零零，甲球球速度不不为零D．两球都都以各自自原来的的速率反反向运动动图6－2－4爆炸与反反冲规律律的应用用例3(满分样板板16分)如图6－2－5所示，质量相等等的木块块A、B间夹有一一小块炸炸药，放放在一段段粗糙程程度相同同的水平平地面题型三图6－2－5点滑出，，当A、B停止运动动时立即即让炸药药爆炸，，则木块块A最终静止止在Q点(图中未标标出)．已知O、P两点间的的距离为为s，炸药的的质量可可以忽略略不计，，爆炸时时间很短短可以忽忽略不计计，爆炸炸释放的的化学能能全部转转化为木木块的动动能，求求木块A从O运动到Q所用的时时间．【思路点拨拨】解答本题题时应把把握以下下三点：：(1)爆炸瞬间间动量守守恒，机机械能增增加，能能量守恒恒．(2)A、B一起滑动动，可用用动能定定理列式式．(3)第二次滑滑动，因因求时间间，可结结合牛顿顿第二定定律、运运动学公公式分析析求解．．解题样板板设木块的的质量均均为m，与地面面间的动动摩擦因因数为μ，炸药爆爆炸释放放的化学学能为E0.第一次滑滑动过程程中，从从O滑到P，对A、B据动能定定理：第二次滑滑动过程程中，从从O滑出到减减速为零零，对A、B据牛顿第第二定律律得：μ·2mg＝2ma1，又v