2019版高考物理一轮复习第六章动量和动量守恒定律第2讲动量守恒定律及应用学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 动量守恒定律及应用 微知识 1 动量守恒定律 1内容：如果系统不受外力，或者所受外力的合力为零，这个系统的总动量 保持不变 。 2常用的四种表达形式 (1)p p ，即系统相互作用前的总动量 p 和相互作用后的总动量 p 大小 相等 ，方向相同 。 (2) p p p 0，即系统总动量的 增量 为零。 (3) p1 p2，即相互作用的系统内的两部分物体，其中一部分动量的 增加量 等于另一部分动量的 减少量 。 (4)m1v1 m2v2 m1v 1 m2v 2，即相互作用前后系统内各物体的动量都在同一直线上时， 作用前总动量与作用后总动量相等。 3常见的几

2、种守恒形式及成立条件 (1)理想守恒：系统 不受外力 或所受外力的 合力 为零。 (2)近似守恒：系统所受外力虽不为零，但内力 远大于 外力。 (3)分动量守恒：系统所受外力虽不为零，但在某方向上合力为零，系统在该方向上 动量守恒 。 微知识 2 碰撞 1碰撞现象：两个或两个以上的物体在相遇的 极短 时间内产生 非常大 的相互作用的过程。 2碰撞特征 (1)作用时间 短 。 (2)作用力变化 快 。 (3)内力 远大于 外力。 (4)满足 动量守恒 。 3碰撞的分类及特点 (1)弹性碰撞：动量 守恒 ，机械能 守恒 。 (2)非弹性碰撞：动量 守恒 ，机械能 不守恒 。 (3)完全非弹性碰撞：

3、动量 守恒 ，机械能损失 最多 。 微知识 3 爆炸现象 爆炸过程中内力远大于外力，爆炸的各部分组成的系统总动量 守恒 。 微知识 4 反冲运动 【 精品教育资源文库 】 1物体的不同部分在内力作用下向 相反 方向运动的现象。 2反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用 动量守恒定律 来处理。 一、思维辨析 (判断正误，正确的画 “” ，错误的画 “” 。 ) 1动量守恒定律中的速度是相对于同一参考系的速度。 () 2质量相等的两个物体发生碰撞时，一定交换速度。 () 3系统的总动量不变是指系统总动量的大小保持不变。 () 4系统的动量守恒时，机械能也一定守恒。 () 二、对点微练 1 (

4、动量守恒条件 )(多选 )如图所示，在光滑水平面上有 A、 B 两个木块， A、 B 之间用一轻弹簧连接， A 靠在墙壁上，用力 F 向左推 B 使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力 F，则下列说法中正确的是 ( ) A木块 A 离开墙壁前， A、 B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B木块 A 离开墙壁前， A、 B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 C木块 A 离开墙壁后， A、 B 和弹簧组成的 系统动量守恒，机械能也守恒 D木块 A 离开墙壁后， A、 B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 解析 木块 A 离开墙壁前，由 A、 B 和弹簧组成的系统

5、受墙壁的弹力，属于外力，故系统动量不守恒，但机械能守恒，故选项 A 错， B 对；木块 A 离开墙壁后，由 A、 B 和弹簧组成的系统所受合外力为零，故系统动量守恒，又没有机械能和其他形式的能量转化，故机械能也守恒，故选项 C 对， D 错。 答案 BC 2 (动量守恒定律 )如图所示，用细线挂一质量为 M 的木块，有一质量为 m 的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为 v0和 v(设 子弹穿过木块的时间和空气阻力不计 )，木块的速度大小为 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.mv0 mvM B.mv0 mvM C.mv0 mvM m D.mv0 mvM m 解析 子弹和木

6、块水平方向动量守恒， mv0 Mv mv，由此知 v mv0 mvM ，故 B 项正确。 答案 B 3 (碰撞 )两球 A、 B 在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动， mA 1 kg， mB 2 kg，vA 6 m/s， vB 2 m/s。 当 A 追上 B 并发生碰撞后，两球 A、 B 速度的可能值是 ( ) A v A 5 m/s， v B 2.5 m/s B v A 2 m/s， v B 4 m/s C v A 4 m/s， v B 7 m/s D v A 7 m/s， v B 1.5 m/s 解析 虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但 A、 D 两项中，碰后 A 的速度 v A大

7、于 B 的速度 v B，必然要发生第二次碰撞，不符合实际； C 项中，两球碰后的总 动能 E k 12mAv A2 12mBv B2 57 J，大于碰前的总动能 Ek 22 J，违背了能量守恒定律；而 B 项既符合实际情况，也不违背能量守恒定律，故 B 项正确。 答案 B 4 (爆炸和反冲 )将静止在地面上，质量为 M(含燃料 )的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度 v0竖直向下喷出质量为 m 的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 ( ) A.mMv0 B.Mmv0 C. MM mv0 D. mM mv0 解析 根据动量守恒定律 mv0

8、 (M m)v，得 v mM mv0，选项 D 正确。 答案 D 【 精品教育资源文库 】 见学生用书 P095 微考点 1 动量守恒定律的应用 核 |心 |微 |讲 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：系统所受合外力为零。 (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。 2动量守恒定律与机械能守恒定律的比较 3应用动量守恒定律的解题步骤 【 精品教育资源文库 】 典 |例 |微 |探 【例 1】 如图所示，光滑水平轨道上有三

9、个木块 A、 B、 C，质量分别为 mA 3m、 mBmC m，开始时 B、 C 均静止， A 以初速度 v0向右运动， A 与 B 相撞后分开， B 又与 C 发生碰撞并粘在一起，此后 A 与 B 间的距离保持不变。求 B 与 C 碰撞前 B 的速度大小。 【解题导思】 (1)A、 B 碰撞过程中， A、 B 组成的系统动量守恒吗？ 答： 守恒。 (2)题中的 “ 此后 A、 B 间距离保持不变 ” 说明了什么？ 答： 最终 A、 B、 C 三个木块的速度相同。 解析 设 A 与 B 碰撞后， A 的速度为 vA， B 与 C 碰撞前 B 的速度为 vB， B 与 C 碰撞后粘在一起的速度为

10、 v， 由动量守恒定律得 对 A、 B 木块： mAv0 mAvA mBvB， 对 B、 C 木块： mBvB (mB mC)v， 由最后 A 与 B 间的距离保持不变可知 vA v， 联立 式，代入数据得 vB 65v0。 答案 65v0 题 |组 |微 |练 1如图所示，水平光滑地面上依次放置着质量均为 m 0.08 kg 的 10 块完全相同的长直木板。质量 M 1.0 kg、大小可忽略的小铜块以初速度 v0 6.0 m/s 从长木板左端滑上木【 精品教育资源文库 】 板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为 v1 4.0 m/s，铜 块最终停在第二块木板上。 g取 10 m/s2，结果

11、保留两位有效数字。求： (1)第一块木板的最终速度。 (2)铜块的最终速度。 解析 (1)铜块在第一块木板上滑动的过程中，由动量守恒得 Mv0 Mv1 10mv2，得 v22.5 m/s。 (2)铜块从滑上第一块木板到停在第二块木板上，满足动量守恒 Mv0 mv2 (M 9m)v3， 得 v33.4 m/s 。 答案 (1)2.5 m/s (2)3.4 m/s 2 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板 A(上表面粗糙 )和滑块 C，滑块 B 置于 A 的左端，三者质量分别为 mA 2 kg、 mB 1 kg、 mC 2 kg。开始时 C 静止， A、 B 一起以 v0 5 m/s的速度匀速向右运

12、动， A 与 C 发生碰撞 (时间极短 )后 C 向右运动，经过一段时间， A、 B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与 C 碰撞。求 A 与 C 发生碰撞后瞬间 A 的速度大小。 解析 因碰撞时间极短， A 与 C 碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间 A 的速度为 vA， C 的速度为 vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得 mAv0 mAvA mCvC， A 与 B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为 vAB，由动量守恒定律得 mAvA mBv0 (mA mB)vAB， A 与 B 达到共同速度后恰好不再与 C 碰撞，应满足 vAB vC，联立以上各式，代入数据得vA 2 m/s。

13、 答案 2 m/s 微考点 2 碰撞问题 核 |心 |微 |讲 1碰撞过程中动量守恒，即 p1 p2 p 1 p 2。 2碰撞后系统总动能不增加，即 Ek1 Ek2 E k1 E k2，或 p212m1p222m2p 212m1 p 222m2 。 3碰 撞过程中发生的情况必须符合客观实际，如果甲追上乙并发生碰撞，碰前甲的速度必须大于乙的速度，碰后甲的速度必须小于或等于乙的速度，或甲反向运动。如果碰前甲、乙是相向运动，则碰后甲、乙的运动方向不可能都不改变，除非甲、乙碰撞后速度均为零。 【 精品教育资源文库 】 典 |例 |微 |探 【例 2】 (多选 )如图所示，光滑水平面上有大小相同的 A

14、、 B 两球在同一直线上运动。两球质量关系为 mB 2mA，规定向右为正方向， A、 B 两球的动量均为 6 kg m/s ，运动中两球发生碰撞，碰撞后 A 球的动量增量为 4 kgm/s ，则 ( ) A 该碰撞为弹性碰 撞 B该碰撞为非弹性碰撞 C左方是 A 球，碰撞后 A、 B 两球速度大小之比为 2 5 D右方是 A 球，碰撞后 A、 B 两球速度大小之比为 1 10 【解题导思】 (1)A、 B 两球，谁的速度更大些？ 答： A 球的速度更大些。 (2)如何分析碰撞是否是弹性碰撞？ 答： 计算碰撞前的动能和碰撞后的动能的关系即可判断出结果。 解析 由 mB 2mA， pA pB知碰前

15、 vB vA，若右方为 A 球，由于碰前动量都为 6 kg m/s ，即都向右运动，两球不可能相碰；若左方为 A 球，设碰后二者速度分别为 v A、 v B，由题意知 p A mAv A 2 kg m/s ， p B mBv B 10 kg m/s ，解得 v AvB 25。碰撞后 A 球动量变为 2 kg m/s ， B 球动量变为 10 kg m/s ，又 mB 2mA，由计算可知碰撞前后 A、 B 两球动能之和不变，即该碰撞为弹性碰撞，选项 A、 C 正确。 答案 AC 【反思总结】 碰撞问题的解题策略 1抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件，列出相应方程求解。 2可熟记一些公式，例如 “