2020高考物理人教通用版新一线学案课件：第6章 第2讲 动量守恒定律及应用 .ppt

动量和动量守恒定律,第 六 章,第2讲 动量守恒定律及应用,知识梳理自测,1内容：如果一个系统_，或者所受_为0，这个系统的总动量保持不变。 2表达式：m1v1m2v2_或pp。 3适用条件： (1)理想守恒：系统不受外力或所受_为零，则系统动量守恒。 (2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远_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，系统在该方向上动量守恒。,知识点1,动量守恒定律,不受外力,外力的矢量和,m1v1m2v2,外力的合力,大于,1碰撞：物体间的相互作用持续时间_, 而物体间相互作用力_的现象。 2特点：在碰撞现象中，一般都满足内力_外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。,知识点2,碰撞、反冲、爆炸,很短,很大,远大于,3分类：,守恒,最大,4反冲运动： 观察下列两幅图，思考图甲中喷灌工作原理以及图乙中运载火箭升空原理，填充以下内容：,(1)在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开。这类问题相互作用的过程中系统的动能_，且常伴有其他形式能向动能的转化。 (2)反冲运动的过程中，如果合外力为零或外力的作用_物体间的相互作用力，可利用动量守恒定律来处理。,增大,远小于,5爆炸问题：爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且_系统所受的外力，所以系统动量_，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动。,远大于,守恒,思维诊断： (1)一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。 ( ) (2)两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒。 ( ) (3)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零。 ( ) (4)发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的。 ( ) (5)碰撞后，两个物体粘在一起，动量是守恒的，但机械能损失是最大的。 ( ) (6)火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果。 ( ) (7)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行。 ( ),× × × ,1(2018·湖北孝感一中等五校联考)我国的传统文化和科技发明是中华民族宝贵的精神财富，四大发明促进了科学的发展和技术的进步，对现代仍具有重大影响。下列说法正确的是( ) A春节有放鞭炮的习俗，鞭炮炸响的瞬间，系统动量守恒但能量不守恒 B火箭是我国的重大发明，现代火箭发射时，火箭对喷出气体的作用力大于气体对火箭的作用力 C指南针的发明促进了航海和航空的发展，静止时指南针的N极指向北方 D装在炮弹中的火药燃烧爆炸时，火药的化学能全部转化为弹片的动能,C,解析 鞭炮炸响的瞬间，系统动量守恒且能量守恒，故A错误；现代火箭发射时，根据牛顿第三定律，火箭对喷出气体的作用力等于气体对火箭的作用力，故B错误；静止时指南针的N极指向北方，故C正确；装在炮弹中的火药燃烧爆炸时，火药的化学能一部分转化为弹片的动能，一部分转化为内能，故D错误。,2(2018·吉林白城通榆一中期中)粗糙的水平地面上放着一个木块，一颗子弹水平地射进木块后停留在木块中，带动木块一起滑行一段距离，在这个过程中，子弹和木块组成的系统( ) A动量和机械能都守恒 B动量和机械能都不守恒 C动量守恒，机械能不守恒 D动量不守恒，机械能守恒 解析 子弹射入木块过程中，系统内力远远大于外力，动量守恒，在一起滑动过程中，受到地面的摩擦力，合外力不为零，动量不守恒，根据能量守恒定律，子弹打入木块和在地面上滑行过程系统都要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故B正确，A、C、D错误。,B,3小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是( ) A打开阀门S1 B打开阀门S2 C打开阀门S3 D打开阀门S4 解析 反冲运动中，系统的两部分运动方向相反，要使小车向前运动，水应向后喷出，故B正确。,B,D,核心考点突破,1动量守恒定律适用条件 (1)前提条件：存在相互作用的物体系。 (2)理想条件：系统不受外力。 (3)实际条件：系统所受合外力为0。 (4)近似条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力。 (5)方向条件：系统在某一方向上满足上面的条件，则此方向上动量守恒。,动量守恒定律的理解,考点一,2动量守恒定律的表达式 (1)m1v1m2v2m1v1m2v2，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和。 (2)p1p2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 (3)p0，系统总动量的增量为零。 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(或某一方向上动量是否守恒)。 (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。,如图所示，质量为m245g的木块(可视为质点)放在质量为M0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，木块与木板间的动摩擦因数为0.4。质量为m05g的子弹以速度v0300m/s沿水平方向射入木块并留在其中(时间极短)，g取10m/s2。子弹射入后，求： (1)木块相对木板滑行的时间； (2)木块相对木板滑行的距离。,例 1,解题导思：(1)时间极短说明了什么？ (2)物体相对木板滑行的位移是物块的位移吗？ 答案 (1)子弹与m作用时，m的位置没有发生变化；子弹与m作用结束后，m与M才相互作用。 (2)不是。,答案 (1)1s (2)3m,(2018·山东、湖北部分重点中学考前冲刺)(多选)如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，半圆槽左侧靠竖直墙，右侧靠一质量为M2的物块。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方足够高处从静止开始下落，自A点沿切线方向进入槽内，则以下结论中正确的是( ),类题演练 1 ,CD,A小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 B小球在槽内运动到B点后的运动过程，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒 C小球离开C点以后，将做斜上抛运动，且恰好再从C点落入半圆槽中,D小球第二次通过B点时半圆槽与物块分离，且两者不会再相碰,解析 小球在槽内A至B过程中，由于墙壁对槽有水平向右的作用力，系统水平方向的合外力不为零，则小球与半圆槽在水平方向动量不守恒，故A错误；小球运动到B点以后，系统在竖直方向上仍然有加速度，合外力不为零，所以小球、半圆槽和物块组成的系统动量不守恒，故B错误；小球离开C后只是相对于槽竖直向上运动，其与槽在水平方向上具有相同的水平向右的速度，恰好再从C点落入半圆槽中，故C正确；第二次通过B点后，小球对半圆槽的作用力有水平向左的分量，半圆槽向右减速，物块继续向右做匀速直线运动，所以两者分离，且分离后两者不会再相碰，故D正确。,动量守恒定律的三个应用实例,考点二,(2018·湖南师大附中月考)如图所示，质量为M的平板车P的上表面距地面高h，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统静止在光滑水平地面上。一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高R处，另一端系一质量也为m的小球(大小不计)，今将小球拉至细绳与竖直方向成60°角的位置，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为，Mm41，重力加速度为g。则： (1)小物块Q离开平板车时速度为多大？ (2)平板车P的长度为多少？,例 2,(2018·山东潍坊一模)(多选)在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图甲所示，碰撞前、后两壶运动的vt图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前、后的两段图线相互平行，两冰壶质量均为19kg，则( ),类题演练 2 ,AD,A碰后蓝壶速度为0.8m/s B碰后蓝壶移动的距离为2.4m C碰撞过程两壶损失的动能为7.22J D碰后红、蓝两壶所受摩擦力之比为54,实例二 反冲 1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，反冲运动中平均动量守恒，机械能往往不守恒。 (3)实例：喷气式飞机、火箭等。,(2018·山东潍坊月考)两同学验证反冲运动中动量守恒。如图所示，两质量分别为mA、mB的玩具小车放置在水平桌面上，中间夹一根弹簧。自某一位置突然放开，两小车做反冲运动，一段时间后，同时止住运动的小车，测出两小车运动的距离分别为sA、sB，忽略小车与桌面间的摩擦，请用以上物理量符号写出反冲前、后动量守恒表达式：_；已知课本宽度为L，并以此计量小车运动的距离分别为sA2L，sB1.5L，可知两小车质量之比mAmB_。,例 3,mAsAmBsB,34,实例三 爆炸 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。,例 4,(2018·陕西西安长安区一中质检)近五年来，火箭军各部累计发射数百枚导弹，是最具有打击力和威慑力的战略部队。假设将发射导弹看成如下模型：静止的实验导弹总质量M3300kg，当它以相对于地面的速度v0120m/s竖直向下喷出质量为m300kg的高温气体后，导弹的速度为(喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略)( ) A10m/s B12m/s C10m/s D12m/s 解析 以导弹和气体为系统，利用动量守恒定律可知0mv0(Mm)v，代入数据解得v12m/s，故D正确。,类题演练 3 ,D,阶段培优微专题,人船模型 1“人船模型”问题 两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的问题归为“人船模型”问题。,如图所示，长为L、质量为M的船停在静水中，一个质量为m的人(可视为质点)站在船头，在人从船头走到船尾的过程中，船与人相对地的位移大小分别为多少？(忽略水对船的阻力) 解析 选人和船为一系统，由于系统在水平方向不受外力作用，所以系统在水平方向上动量守恒，设某一时刻人的对地速度为v，船的速度大小为v，选人的运动方向为正方向，由动量守恒定律得mvMv0。,例 5,方法总结： “人船模型”问题应注意以下两点 1适用条件： (1)系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零； (2)在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)且为零。 2画草图： 解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移。,类题演练 4 ,D,2年高考模拟,1(2017·全国卷)将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( ) A30V·m/s B5.7×102kg·m/s C6.0×102kg·m/s D6.3×102kg·m/s 解析 燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得pmv00，解得pmv00.050kg×600m/s30kg·m/s，选项A正确。,A,BD,3(2018·课标，24)一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求： (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。,4(2018·课标，24)汽车A在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5m，A车向前滑动了2.0m。已知A和B的质量分别为2.0×103kg和1.5×103kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小g10m/s2。求： (1)碰撞后的瞬间B车速度的大小； (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。 答案 (1)3.0m/s (2)4.3m/s,练案19,考案6,