2020届高考物理一轮复习专题十一第1讲动量动量守恒定律课件.pptx

1、专题十一碰撞与动量守恒,第1讲动量动量守恒定律,考点 1,动量,动量定理,1.冲量 (1)定义：力和力的_的乘积. (2)公式：I_，适用于求恒力的冲量. (3)方向：与_的方向相同.,作用时间,Ft,力 F,质量,速度,mv,千克米/秒,kgm/s,2.动量 (1)定义：物体的_与_的乘积. (2)公式：p_. (3)单位：_，符号：_. (4)意义：动量是描述物体_的物理量，是矢量，,其方向与_的方向相同.,运动状态,速度,3.动量定理 (1)内容：物体所受_的冲量等于物体_的,增量.,合力,动量,pp,合力,(2)表达式：Ftp_. (3)矢量性：动量变化量的方向与_的方向相同，可 以在

2、某一方向上用动量定理.,考点 2,动量守恒定律,1.内容：相互作用的物体组成的系统_或所受合 外力为_时，这个系统的总动量将保持不变. 2.公式：m1v1m2v2_.,3.守恒条件,不受,零,内力,该方向,(1)理想守恒：系统_外力或所受外力的合力为 _，则系统动量守恒. (2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当_远大 于外力时，系统的动量可近似看成守恒. (3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统 在_上动量守恒.,不受外力,零,m1v1m2v2,【基础自测】 1.如图 11-1-1 所示，一个物体在与水平方向成角的拉力 F,的作用下匀速前进了时间 t，则(,),图 11-1-

3、1 A.拉力 F 对物体的冲量大小为 Ftcos B.拉力对物体的冲量大小为 Ftsin C.摩擦力对物体的冲量大小为 Ftsin D.合外力对物体的冲量大小为零,解析：求冲量时，必须明确是哪一个力在哪一段时间内的 冲量.本题中，作用的时间都是 t，根据公式 IFt 求得力 F 对 物体的冲量就是 Ft，A、B 均错误；物体做匀速运动，因此物 体受到的摩擦力 FfFcos ，所以摩擦力对物体的冲量大小为 Ff tFcos t，C 错误；物体匀速运动，合外力为零，所以合外 力对物体的冲量大小为零，D 正确.,答案：D,2.从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而,掉在草地上不容易打碎，其

4、原因是(,),掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯,动量小,掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的,玻璃杯动量改变小,掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉,在草地上的玻璃杯动量改变慢,掉在水泥地上的玻璃杯与地,面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接 触时，相互作用时间长,A.,B.,C.,D.,答案：D,3.高空作业须系安全带，如果质量为 m 的高空作业人员不 慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前，人下落的 距离为 h(可视为自由落体运动)，此后经历时间 t，安全带达到 最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间,安全带对人的平均作用力大小为

5、(,),答案：A,4.如图 11-1-2 所示，质量为 M 的小车 A 停放在光滑的水平 面上，小车上表面粗糙.质量为 m 的滑块 B 以初速度 v0 滑到小 车 A 上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度,大小为(,),图 11-1-2,答案：C,热点 1 考向 1,动量定理的理解及应用 对动量的理解,热点归纳 1.对动量的理解 (1)动量的两性 瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量，是针对某 一时刻或位置而言的. 相对性：动量的大小与参考系的选取有关，通常情况是 指相对地面的动量(通常取地面为参考系).,(2)动量与动能的比较,2.对冲量的理解 (1)冲量的两性,时间性：冲量

6、不仅由力决定，还由力的作用时间决定，,恒力的冲量等于力与该力的作用时间的乘积.,矢量性：对于方向恒定的力来说，冲量的方向与力的方 向一致；对于作用时间内方向变化的力来说，相应时间内物体 动量改变量的方向与冲量的方向一致.,(2)作用力和反作用力的冲量：一定等大、反向，但作用力,和反作用力做的功之间并无必然联系.,(3)冲量与功的比较,),【典题 1】(多选)两个质量不同的物体，如果它们的( A.动能相等，则质量大的动量大 B.动能相等，则动量大小也相等 C.动量大小相等，则质量大的动能小 D.动量变化量相等，则受到合力的冲量大小也相等,时，质量越大的动能越小，C 正确；由动量定理可知，物体动

7、量的变化量与所受合外力的冲量相同，D 正确. 答案：ACD,考向 2,用动量定理解释现象,热点归纳 应用动量定理解释的两类物理现象： (1)当物体的动量变化量一定时，力的作用时间t 越短，力 F 就越大，力的作用时间t 越长，力 F 就越小，例如玻璃杯掉 在水泥地上易碎，而掉在沙地上不易碎. (2)当作用力 F 一定时，力的作用时间t 越长，动量变化量 p 越大，力的作用时间t 越短，动量变化量p 越小.,【典题 2】从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚,尖先着地，这样做是为了(,),A.减小冲量 B.减小动量的变化量 C.增大与地面的冲击时间，从而减小冲力 D.增大人对地面的压强，起到安

8、全作用 解析：由动量定理可知，人落地的动量变化量一定，脚尖 先着地，接着逐渐到整只脚着地，延长了人落地时动量变化所 用的时间，这样就减小了地面对人的冲力，C 正确. 答案：C,考向 3,动量定理的应用,热点归纳 应用动量定理解题的注意事项： (1)动量定理的表达式是矢量式，列式时要注意各个量与规 定的正方向之间的关系(即要注意各个量的正负). (2)动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是某一个力的 冲量，它可以是合力的冲量，也可以是各力冲量的矢量和，还 可以是外力在不同阶段的冲量的矢量和.,(3)应用动量定理可以只研究一个物体，也可以研究几个物,体组成的系统.,(4)初态的动量 p 是系统各部

9、分动量之和，末态的动量 p,也是系统各部分动量之和.,(5)对系统各部分的动量进行描述时，应该选取同一个参考,系，不然求和无实际意义.,【典题 3】(2018 年新课标卷)高空坠物极易造成对行人 造成伤害.若一个 50 g 的鸡蛋从一居民楼的 25 层坠下，与地面 的撞击时间约为 0.002 s，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为,(,),A.10 N B.102 N C.103 N D.104 N,解析：本题是一道估算题，所以大致要知道一层楼的高度 约为 3 m，可以利用动能定理或者机械能守恒定律求落地时的 速度，并利用动量定理求力的大小. 设鸡蛋落地瞬间的速度为 v，每层楼的高度大约是 3 m

10、，,落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正， 由动量定理可知：(Nmg)t0(mv)，解得：N1000 N， 根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为 103 N， C 正确. 答案：C,【迁移拓展】(2018 年江苏卷)如图 11-1-3 所示，悬挂于竖 直弹簧下端的小球质量为 m，运动速度的大小为 v，方向向下. 经过时间 t，小球的速度大小为 v，方向为向上.忽略空气阻力， 重力加速度为 g，求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的 大小.,图 11-1-3,热点 2,动量守恒定律的理解及应用,热点归纳 1.动量守恒定律的“五性”：,2.动量守恒定律的三种表达式及对应意义：

11、,(1)pp，即系统相互作用前的总动量 p 等于相互作用后,的总动量 p.,(2)ppp0，即系统总动量的增量为 0.,(3)p1p2，即两个物体组成的系统中，一部分动量的,增量与另一部分动量的增量大小相等、方向相反.,3.应用动量守恒定律的解题步骤：,(1)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).,(2)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).,(3)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.,(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明.,考向 1,动量守恒的判断,图 11-1-4,A.若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因

12、数相同，A、B 组,成的系统动量守恒,B.若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、,C 组成的系统动量守恒,C.若 A、B 所受的摩擦力大小相等，A、B 组成的系统动量,守恒,D.若 A、B 所受的摩擦力大小相等，A、B、C 组成的系统,动量守恒,解析：如果 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同， 弹簧释放后 A、B 分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的 滑动摩擦力FfA向右，FfB向左，由于mAmB32，所以FfAFfB 32，则 A、B 组成的系统所受的外力之和不为零，故其动 量不守恒，A 错误.对 A、B、C 组成的系统，A、B 与 C 间的摩 擦力为内力，该系统所受

13、的外力为竖直方向的重力和支持力， 它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D 均正确.若 A、B 所受摩擦力大小相等，则 A、B 组成的系统所受外力之和为零， 故其动量守恒，C 正确.,答案：A,考向 2,动量守恒定律的应用,【典题 5】(2018 年山西晋城一模)所谓对接是指两艘同方 向以几乎同样快慢运行的宇宙飞船在太空中互相靠近，最后连 接在一起.假设“天舟一号”和“天宫二号”的质量分别为 M、 m，两者对接前的在轨速度分别为 vv、 v，对接持续时间为t，则在对接过程中 “天舟一号”对“天宫二号”的平均作用,力大小为(,),图 11-1-5,答案：C,考向 3,动量守恒定律在多物体系统中

14、的应用,【典题 6】两块厚度相同的木块 A 和 B，紧靠着放在光滑 的水平面上，其质量分别为 mA2.0 kg，mB0.90 kg，它们的 下底面光滑，上表面粗糙，另有一质量 mC0.10 kg 的滑块 C， 以 vC10 m/s 的速度恰好水平地滑到 A 的上表面，如图 11-1-6 所示.由于摩擦，滑块最后停在木块 B 上，B 和 C 的共同速度为 0.50 m/s.求： (1)木块 A 的最终速度 vA.,(2)滑块 C 离开 A 时的速度 vC.,图 11-1-6,解：C 从开始滑上 A 到恰好滑到 A 的右端的过程中，A、B、,C 组成的系统动量守恒，有,mCvC(mBmA)vAmC

15、vC C刚滑上B到两者相对静止，B、C组成的系统动量守 恒，有 mBvAmCvC(mBmC)v 解得vA0.25 m/s，vC2.75 m/s 故木块A的最终速度vA0.25 m/s，滑块C离开A时的速度vC2.75 m/s.,方法点拨：对于多物体多过程的问题有时对整体应用动量 守恒，有时只选某部分应用动量守恒，有时分过程多次应用动 量守恒，有时全过程应用动量守恒，恰当选择系统和始、末状 态是解题的关键.,模型一,人船模型,若人船系统在全过程中动量守恒，则这一系统在全过程中 的平均动量也守恒.如果系统由两个物体组成，且相互作用前均 静止，相互作用后均发生运动，则由m1v1m2v2得m1x1 m

16、2x2，该式的适用条件是： (1)系统的总动量守恒或某一方向上的动量守恒； (2)构成系统的两物体原来静止，因相互作用而反向运动； (3)x1、x2 均为沿动量方向相对于同一参考系的位移.,【典题 7】如图11-1-7 所示，长为 l、质量为 M 的小船停 在静水中，一个质量为 m 的人站在船头，若不计水的阻力，当 人从船头走到船尾的过程中，船和人相对地面的位移各是多 少？,图 11-1-7,思路点拨：选人和船组成的系统为研究对象，由于人从船 头走到船尾的过程中，系统在水平方向不受外力作用，所以水 平方向的动量守恒.,解：设某时刻人对地的速度为 v1，船对地的速度为 v2，规 定人的速度方向为

17、正方向，则 mv1Mv20 在人从船头走到船尾的过程中每一时刻系统的动量均守 恒，故mv1tMv2t0，即ms1Ms20，而s1s2l,方法技巧：原来静止的系统满足动量守恒或某一方向守恒， 实质是静止的系统中物体的反冲运动.,【触类旁通】(多选)如图 11-1-8 所示，绳长为 l，小球质量 为 m，小车质量为 M，将小球向右拉至水平后放手，则(水平面,光滑)(,),A.系统的动量守恒 B.水平方向任意时刻小球与小车的动量,图 11-1-8,等大反向 C.小球不能向左摆到原高度,D.小车向右移动的最大距离为,2ml Mm,解析：系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的 合力不为零，故水平方

18、向的动量守恒，而总动量不守恒，A 错 误，B 正确；根据水平方向的动量守恒及机械能守恒，小球仍 能向左摆到原高度，C 错误；小球相对于小车的位移为 2l，根,据“人船模型”，解得最大距离为,，D 正确.,答案：BD,模型二,流体模型,1.研究对象 常常需要选取流体为研究对象，如水、空气等. 2.研究方法 是隔离出一定形状的一部分流体作为研究对象，然后列式 求解.,3.基本思路,(1)在极短时间t 内，取一小柱体作为研究对象. (2)求小柱体的体积VvSt,(3)求小柱体质量mVvSt,(4)求小柱体的动量变化pvmv2St (5)应用动量定理 Ftp,【典题 8】(2016 年新课标卷)某游乐园入口旁有一喷泉， 喷出的水柱将一质量为 M 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 S 的喷口持续以速度 v0 竖 直向上喷出，玩具底部为平板(面积略大于 S)，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.已知水的密度为，重力加速度大小为 g.求：,(1)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.