高考物理总复习第14章动量守恒定律及其应用课件新人教版.ppt

1、考纲点击考纲点击考情预测考情预测1.动量、动量守动量、动量守恒定律及其应恒定律及其应用用()2.弹性碰撞和非弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞()3.实验：验证动实验：验证动量守恒定律量守恒定律高考的重点是动量和动量守恒等基本概高考的重点是动量和动量守恒等基本概念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过程考查应用规律分析问题的能力，涉及的程考查应用规律分析问题的能力，涉及的过程一般不太复杂，对于某些省份对本章过程一般不太复杂，对于某些省份对本章内容要求较高，如广东、浙江等，综合运内容要求较高，如广东、浙江等，综合运用动量和机械能的知识分析较复杂的运动用动量和机械能的知识

2、分析较复杂的运动过程的问题也频繁出现过程的问题也频繁出现预计预计2013年高考年高考中，本章知识出现大型综合题的可能性不中，本章知识出现大型综合题的可能性不大，命题形式还是以填空、计算为主，在大，命题形式还是以填空、计算为主，在计算题中以动量守恒定律为中心的考查可计算题中以动量守恒定律为中心的考查可能性最大能性最大.1理解动量守恒定律的条件和物理意义理解动量守恒定律的条件和物理意义2会灵活运用动量守恒定律求解问题会灵活运用动量守恒定律求解问题3会解碰撞和反冲问题会解碰撞和反冲问题一、动量一、动量1定义定义：运动物体的质量和：运动物体的质量和 的乘积，通常用的乘积，通常用p来来表示表示2表达式表

3、达式：p.3单位单位：kgm/s.4标矢性标矢性：动量是矢量，其方向和：动量是矢量，其方向和 方向相同方向相同二、动量守恒定律二、动量守恒定律1内容内容：如果一个系统：如果一个系统，或，或 时，这个系统的总动量就保持不变时，这个系统的总动量就保持不变速度速度mv速度速度不受外力不受外力所受合外所受合外力为零力为零2表达式表达式(1)pp，系统相互作用前，系统相互作用前 等于相互作用后的等于相互作用后的(2)m1v1m2v2m1v1m2v2，相互作用的两个物体组，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的成的系统，作用前的 等于作用后的等于作用后的 (3)p1p2，相互作用的两个物体动量的增量，相互

4、作用的两个物体动量的增量(4)p0，系统总动量的增量为，系统总动量的增量为 总动量总动量总动量总动量动量之和动量之和动量之和动量之和等大反向等大反向零零3成立条件成立条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的理想守恒：系统不受外力或所受外力的 ，则系统动量守恒则系统动量守恒(2)近似守恒：系统受到外力的合力不为零，但当内力近似守恒：系统受到外力的合力不为零，但当内力 外力时，系统的动量可看成近似守恒外力时，系统的动量可看成近似守恒(3)分方向守恒：当某个方向上分方向守恒：当某个方向上 ，在该方向，在该方向上动量守恒上动量守恒合力为零合力为零远大于远大于合外力为零合外力为零三、碰撞、反冲和爆炸

5、三、碰撞、反冲和爆炸1碰撞碰撞(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象物体间相互作用力很大的现象(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力特点：在碰撞现象中，一般都满足内力 外外力，可认为系统的动量守恒力，可认为系统的动量守恒远大于远大于2反冲和爆炸反冲和爆炸(1)反冲现象反冲现象原来系统内物体具有相同的原来系统内物体具有相同的 ，发生相互作用后，系，发生相互作用后，系统因各部分的速度不再相同而统因各部分的速度不再相同而 的现象的现象(2)爆炸问题爆炸问题物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，物体间的相

6、互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量所以系统动量 爆炸过程中位移很小，可忽略不计，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作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动速度速度向相反方向运动向相反方向运动守恒守恒 假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？桨飞机呢？提示：提示：配置喷气式飞机喷气式飞机是靠喷出自身携带配置喷气式飞机喷气式飞机是靠喷出自身携带的气体而做反冲运动的；螺旋桨飞机是靠螺旋桨转动时桨面的气体而做反冲运动的；螺旋桨飞机是靠螺旋桨转动时桨面与周围的空气发生相互作用而获得

7、提升力的，因为月球上没与周围的空气发生相互作用而获得提升力的，因为月球上没有气体，故螺旋桨飞机不能工作，只能配置喷气式飞机有气体，故螺旋桨飞机不能工作，只能配置喷气式飞机 一、动量、动能、动量变化量的比较一、动量、动能、动量变化量的比较友情提示：友情提示：因速度与参考系的选择有关，故动量也跟参因速度与参考系的选择有关，故动量也跟参考系的选择有关通常情况下，物体的动量是相对地面而言考系的选择有关通常情况下，物体的动量是相对地面而言的的 将质量为将质量为0.10 kg的小球从离地面的小球从离地面20 m高处竖直向上高处竖直向上抛出，抛出时的初速度为抛出，抛出时的初速度为15 m/s，g取取10 m

8、/s2，求当小球落地，求当小球落地时：时：(1)小球的动量；小球的动量；(2)小球从抛出至落地过程中动量的增量；小球从抛出至落地过程中动量的增量；(3)若其初速度方向改为水平，求小球落地时的动量及动若其初速度方向改为水平，求小球落地时的动量及动量变化量量变化量【思维点拨思维点拨】计算动量、动量变化量时应首先判断初、计算动量、动量变化量时应首先判断初、末速度的方向对于动量，由末速度的方向对于动量，由pmv，可直接计算末速度，可直接计算末速度，由定义式求得；对于动量变化由定义式求得；对于动量变化pp末末p初初，此式是矢量式，此式是矢量式，计算时应遵循平行四边形定则计算时应遵循平行四边形定则【方法归

9、纳方法归纳】动量变化的大小与动量大小无关，这类似动量变化的大小与动量大小无关，这类似于于v与与v的关系动量变化的正、负不表示动量变化的大的关系动量变化的正、负不表示动量变化的大小，只表示动量变化的方向，动量变化的大小只能通过其绝小，只表示动量变化的方向，动量变化的大小只能通过其绝对值的大小来判断对值的大小来判断1.如图所示，一个质量为如图所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以的垒球，以25 m/s的水的水平速度向左飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大平速度向左飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为小变为45 m/s，则这一过程中动量的变化量为，则这一过程中动量的变化量为()A

10、大小为大小为3.6 kgm/s，方向向左，方向向左B大小为大小为3.6 kgm/s，方向向右，方向向右C大小为大小为12.6 kgm/s，方向向左，方向向左D大小为大小为12.6 kgm/s，方向向右，方向向右解析：解析：选向左为正方向，则动量的变化量为选向左为正方向，则动量的变化量为pmv1mv00.18(45)kgm/s0.1825 kgm/s12.6 kgm/s，大小为，大小为12.6 kgm/s，负号表示其方向向右，故，负号表示其方向向右，故D正正确确答案：答案：D二、动量守恒定律及其应用二、动量守恒定律及其应用1动量守恒定律的特点动量守恒定律的特点矢量性矢量性 动量守恒的方程为矢量方

11、程，应选取统一的正方向动量守恒的方程为矢量方程，应选取统一的正方向相对性相对性各物体的速度必须是相对同一参考系的速度各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(没有特殊说明没有特殊说明要选地球这个参考系要选地球这个参考系)如果题设条件中各物体的速度不是如果题设条件中各物体的速度不是相对同一参考系时，必须转换成相对同一参考系的速度相对同一参考系时，必须转换成相对同一参考系的速度系统性系统性解题时，选择的对象是满足条件的系统，不是其中一个物解题时，选择的对象是满足条件的系统，不是其中一个物体，也不是题中有几个物体就选几个物体体，也不是题中有几个物体就选几个物体同时性同时性动量是一个瞬时量，动量守恒指的

12、是系统在任一瞬间的动动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统在任一瞬间的动量都相等量都相等阶段性阶段性 只有满足守恒条件的过程或阶段，动量才守恒只有满足守恒条件的过程或阶段，动量才守恒普适性普适性动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体而且适用于接近光动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体而且适用于接近光速运动的微观粒子速运动的微观粒子.2.应用动量守恒定律的解题步骤应用动量守恒定律的解题步骤(1)确定相互作用的系统为研究对象；确定相互作用的系统为研究对象；(2)分析研究对象所受的外力；分析研究对象所受的外力；(3)判断系统是否动量守恒；判断系统是否动量守恒；(4)规定正方向，确定初、末状态动量；规定正方向

13、，确定初、末状态动量；(5)根据动量守恒定律列式求解根据动量守恒定律列式求解 两个质量分别为两个质量分别为M1和和M2的劈的劈A和和B，高度相同，放在，高度相同，放在光滑水平面上光滑水平面上A和和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示一质量为平面相切，如图所示一质量为m的物块位于劈的物块位于劈A的倾斜面的倾斜面上，距水平面的高度为上，距水平面的高度为h.物块从静止开始滑下，然后又滑上物块从静止开始滑下，然后又滑上劈劈B.求物块在求物块在B上能够达到的最大高度上能够达到的最大高度【方法归纳方法归纳】对于多个物体组成的系统，当利用动量守对于多个物体

14、组成的系统，当利用动量守恒和能量守恒等物理规律分析解决时，应注意以下几个方恒和能量守恒等物理规律分析解决时，应注意以下几个方面：面：(1)灵活选取系统的构成根据题目的特点可选取其中动灵活选取系统的构成根据题目的特点可选取其中动量守恒或能量守恒的几个物体为一个研究对象，不一定是所量守恒或能量守恒的几个物体为一个研究对象，不一定是所有的物体为一个研究对象有的物体为一个研究对象(2)灵活选取物理过程在综合题目中，物体运动常有几灵活选取物理过程在综合题目中，物体运动常有几个不同过程，根据题目的已知、未知灵活地选取物理过程来个不同过程，根据题目的已知、未知灵活地选取物理过程来研究，列方程前要注意鉴别判断

15、所选过程动量、机械能的守研究，列方程前要注意鉴别判断所选过程动量、机械能的守恒情况恒情况2两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动已知甲车和磁铁的总质量为地沿同一直线运动已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车，乙车和磁铁的总质量为和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的两磁铁的N极相对，推动一下，使两极相对，推动一下，使两车相向运动某时刻甲车的速率为车相向运动某时刻甲车的速率为2 m/s，乙车的速率为，乙车的速率为3 m/s，方向与甲车相反两车运动过程中始终未相碰求：，方向与甲车相反两车运动过程中始终未相碰求：(1)两车最近

16、时，乙车的速度为多大？两车最近时，乙车的速度为多大？(2)甲车开始反向运动时乙车的速度为多大？甲车开始反向运动时乙车的速度为多大？三、碰撞问题分析三、碰撞问题分析1碰撞的种类及特点碰撞的种类及特点分类标准分类标准种类种类特点特点能量是能量是否守恒否守恒弹性碰撞弹性碰撞动量守恒，机械能守恒动量守恒，机械能守恒非弹性碰撞非弹性碰撞动量守恒，机械能不守恒动量守恒，机械能不守恒碰撞前后动碰撞前后动量是否共线量是否共线对心碰撞对心碰撞碰撞前后速度共线碰撞前后速度共线非对心碰撞非对心碰撞碰撞前后速度不共线碰撞前后速度不共线(1)当两球质量相等时，两球碰撞后交换了速度当两球质量相等时，两球碰撞后交换了速度(

17、2)当质量大的球碰质量小的球时，碰撞后两球都向前运当质量大的球碰质量小的球时，碰撞后两球都向前运动动(3)当质量小的球碰质量大的球时，碰撞后质量小的球被当质量小的球碰质量大的球时，碰撞后质量小的球被反弹回来反弹回来 如图所示，一轻质弹簧两端连着物体如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和物体和物体B，放，放在光滑的水平面上，水平速度为在光滑的水平面上，水平速度为v0的子弹射中物体的子弹射中物体A并嵌在其并嵌在其中中(作用时间极短作用时间极短)，已知物体，已知物体B的质量为的质量为mB，物体，物体A的质量是的质量是物体物体B的质量的的质量的3/4，子弹的质量是物体，子弹的质量是物体B的质量的的质量的

18、1/4，求弹，求弹簧被压缩到最短时的弹性势能簧被压缩到最短时的弹性势能【错源探究错源探究】忽视子弹击中物块过程中的机械能损失而忽视子弹击中物块过程中的机械能损失而导致错误导致错误【正确解答正确解答】子弹射入物体子弹射入物体A的过程中，由动量守恒定的过程中，由动量守恒定律得：律得：mv0(mmA)v1当物体当物体A(包括子弹包括子弹)、B的速度相等时，弹簧被压缩到最的速度相等时，弹簧被压缩到最短，弹性势能最大，由动量守恒定律得：短，弹性势能最大，由动量守恒定律得：(mmA)v1(mmAmB)v2从子弹与物体从子弹与物体A有共同速度至弹簧被压缩到最短的过有共同速度至弹簧被压缩到最短的过程，根据机械

19、能守恒有：程，根据机械能守恒有：【状元笔记状元笔记】子弹射入物体子弹射入物体A的过程，为非弹性碰撞过的过程，为非弹性碰撞过程，子弹和物体程，子弹和物体A组成的系统动量守恒，但有一部分动能转组成的系统动量守恒，但有一部分动能转化为内能，故机械能不守恒；子弹嵌入物体化为内能，故机械能不守恒；子弹嵌入物体A后压缩弹簧的后压缩弹簧的过程中物体过程中物体A(包括子弹包括子弹)、物体、物体B组成的系统机械能守恒，所组成的系统机械能守恒，所以全过程机械能并不守恒要准确掌握两个定律的适用条以全过程机械能并不守恒要准确掌握两个定律的适用条件：动量是否守恒是看系统的合外力是否为零件：动量是否守恒是看系统的合外力是

20、否为零(或近似为或近似为零零)，而机械能是否守恒是看系统有没有机械能转化为其他形，而机械能是否守恒是看系统有没有机械能转化为其他形式的能对全过程要特别注意某个非弹性碰撞过程的机械能式的能对全过程要特别注意某个非弹性碰撞过程的机械能损失损失3如图所示，在光滑水平地面上，质量为如图所示，在光滑水平地面上，质量为M的滑块上用的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球，轻绳的长度为的小球，轻绳的长度为L.此装置一此装置一起以速度起以速度v0向右滑动另一质量也为向右滑动另一质量也为M的滑块静止于上述装的滑块静止于上述装置的右侧当两滑块相撞后，便粘在一起向右运动，求：置的右侧当两滑块相撞后

21、，便粘在一起向右运动，求：(1)两滑块相撞过程中损失的机械能；两滑块相撞过程中损失的机械能；(2)小球能够上升的最大高度小球能够上升的最大高度四、实验：验证动量守恒定律四、实验：验证动量守恒定律1实验原理实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速和碰撞前后物体的速度度v、v，找出碰撞前的动量，找出碰撞前的动量pm1v1m2v2及碰撞后的动量及碰撞后的动量pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒，看碰撞前后动量是否守恒2实验器材实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性

22、碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥方案二：带细线的摆球方案二：带细线的摆球(两套两套)、铁架台、天平、量角、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等器、坐标纸、胶布等方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两两个个)、天平、撞针、橡皮泥、天平、撞针、橡皮泥 气垫导轨气垫导轨(如图甲所示如图甲所示)工作时，空气从导轨表面的工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动气层，使滑块不

23、与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置时的阻力为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.甲甲气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，续运动

24、图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度别量出其长度s1、s2和和s3.若题中各物理量的单位均为国际单若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实重复上述实验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证许的

25、范围内相等，则动量守恒定律得到验证答案：答案：0.2abs10.2abs30.2ab(s1s3)0.4abs24.气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的我们可以用带竖直挡板在导轨上的运动可视为无摩擦的我们可以用带竖直挡板C和和D的气垫导轨以及滑块的气垫导轨以及滑块A和和B来探究碰撞中不变量，如图所来探究碰撞中不变量，如图所示，实验步骤如下：示，实验步骤如下：a用天平分别测出滑块用天平分别测出滑块A、B的质量的质

26、量mA、mB.b调整气垫导轨，使导轨处于水平调整气垫导轨，使导轨处于水平c在在A和和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上定，静止放置在气垫导轨上d用刻度尺测出滑块用刻度尺测出滑块A的左端至挡板的左端至挡板C的距离的距离L1.e按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动运动时间的计时器开始工作当时间的计时器开始工作当A、B滑块分别碰撞滑块分别碰撞C、D挡板时挡板时停止计时，记下滑块停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板分别到达挡板C、D的运动时间的运动时间t1和和t2.(1)实验中还应测量的物

27、理量是实验中还应测量的物理量是_(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式利用上述测量的实验数据，得出关系式_成立，即可得出碰撞中守恒的量是成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的动量和上式中的动量和上式中算得的算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是因是_ 木块木块a和和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，上，a紧靠在墙壁上在紧靠在墙壁上在b上施加向左的水平力上施加向左的水平力F使弹簧压使弹簧压缩，如图所示当撤去外力缩，如图所示当撤去外力F后，下列说法中正确的是后，下列说法中正确的是Aa尚未离开墙

28、壁前，尚未离开墙壁前，a和和b组成的系统的动量守恒组成的系统的动量守恒Ba尚未离开墙壁前，尚未离开墙壁前，a和和b组成的系统的动量不守恒组成的系统的动量不守恒Ca离开墙壁后，离开墙壁后，a、b组成的系统的动量守恒组成的系统的动量守恒Da离开墙壁后，离开墙壁后，a、b组成的系统的动量不守恒组成的系统的动量不守恒解析：解析：在在a离开墙壁前的弹簧伸长的过程中，对离开墙壁前的弹簧伸长的过程中，对a和和b构成构成的系统，由于受到墙给的系统，由于受到墙给a的弹力作用，所以的弹力作用，所以a、b构成的系统的构成的系统的动量不守恒，因此动量不守恒，因此B选项正确，选项正确，A选项错误；选项错误；a离开墙壁后，离开墙壁后，a、b构成的系统合外力为零，因此动量守恒，故构成的系统合外力为零，因此动量守恒，故C选项正选项正确，确，D选项错误选项错误答案：答案：BC答案：答案：B A、B两球在水平光滑直轨道上同向运动，已知它两球在水平光滑直轨道上同向运动，已知它们的动量分别是们的动量分别是pA5 kgm/s、pB7 kgm/s.A从后面追上从后面追上B并发生碰撞，碰后并发生碰撞，碰后B的动量的动量pB10 kgm/s，则两球的质量关，则两球的质量关系可能是系可能是AmAmB BmB2mACmB4mA DmB6mA答案：答案：C