高考物理一轮复习第七章动量第2讲动量守恒定律课件.ppt

第2讲动量守恒守律 知识梳理一 动量守恒定律1 内容 如果一个系统 不受外力 或者 所受外力的矢量和为0 这个系统的总动量保持不变 这就是动量守恒定律 2 表达式 1 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 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 p1 p2 相互作用的两个物体动量的增量等大反向 3 p 0 系统总动量的增量为零 1 理想守恒 系统不受外力或所受外力的合力为零 则系统动量守恒 二 动量守恒定律的适用条件 2 近似守恒 系统受到的合力不为零 但当内力远大于外力时如打击 碰撞 爆炸等 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 1 在如图所示的装置中 木块B与水平桌面间的接触面是光滑的 子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内 将弹簧压缩到最短 现将子弹 木块和弹簧合在一起作为研究对象 系统 则系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 A 动量守恒 机械能守恒B 动量不守恒 机械能不守恒C 动量守恒 机械能不守恒D 动量不守恒 机械能守恒 B 答案B在弹簧压缩至最短的过程中 受到墙对弹簧向右的作用力 系统动量不守恒 子弹射入木块的过程中有部分动能转化为内能 所以机械能不守恒 2 如图所示 物体A的质量是B的2倍 中间有一压缩弹簧 放在光滑水平面上 由静止同时放开两物体后一小段时间内 A A的速度大小是B的一半B A的动量大于B的动量C A受的弹簧弹力大于B受的弹簧弹力D 总动量不为零 答案A因A B开始静止 由动量守恒定律知 放开手后 A的动量和B的动量大小相等 方向相反 总动量为零 所以B D错 分别对A B受力分析知 A受的弹簧弹力等于B受的弹簧弹力 C错 mAvA mBvB mA 2mB 2mBvA mBvB vB 2vA A对 A 3 质量为m的炮弹沿水平方向飞行 其动能为Ek 突然在空中爆炸成质量相同的两块 其中一块向后飞去 动能为 另一块向前飞去 则向前飞去的那块的动能为 A B EkC EkD Ek 答案B设向前飞去的那块的动能为Ek 则其动量p 炮弹在空中爆炸 动量守恒 解得Ek Ek 选项B正确 B 深化拓展 考点一动量守恒的判断方法 考点二动量守恒定律的应用 深化拓展考点一动量守恒的判断方法1 根据动量守恒的条件 由系统所受的合外力是否为零来判断系统的动量是否守恒 2 根据物理情景研究初 末动量 直接判断动量是否守恒 情景素材 教师备用 下列四幅图所反映的物理过程中 系统动量守恒的是哪个 1 1 多选 木块a和b用一根轻弹簧连接起来 放在光滑水平面上 a紧靠在墙壁上 在b上施加向左的水平力F使弹簧压缩 如图所示 当撤去外力F后 下列说法中正确的是 A a离开墙壁前 a和b组成的系统的动量守恒B a离开墙壁前 a和b组成的系统的动量不守恒C a离开墙壁后 a b组成的系统的动量守恒D a离开墙壁后 a b组成的系统的动量不守恒 BC 答案BC在a离开墙壁前弹簧伸长的过程中 对a和b组成的系统 由于受到墙给a的弹力作用 所以a b组成的系统的动量不守恒 因此B选项正确 A选项错误 a离开墙壁后 a b组成的系统所受合外力为零 因此动量守恒 故C选项正确 D选项错误 1 2如图所示 光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧 两手分别按住小车 使它们静止 对两车及弹簧组成的系统 下列说法中错误的是 A 两手同时放开后 系统总动量始终为零B 先放开左手 后放开右手 动量不守恒C 先放开左手 后放开右手 总动量向左D 无论何时放手 只要两手放开后在弹簧恢复原长的过程中 系统总动量都保持不变 但系统的总动量不一定为零 B 答案B当两手同时放开时 系统所受的合外力为零 所以系统的动量守恒 又因为开始时总动量为零 故系统总动量始终为零 选项A正确 先放开左手 左边的小车就向左运动 当再放开右手后 系统所受合外力为零 故系统的动量守恒 且此时总动量方向向左 故选项B错误 C正确 无论何时放手 两手放开后在弹簧恢复原长的过程中 系统所受的合外力为零 总动量都保持不变 但系统的总动量不一定为零 D正确 考点二动量守恒定律的应用一 解题的一般思路 2 1如图所示 两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上 有一人静止站在A车上 两车静止 若这个人自A车跳到B车上 接着又跳回A车 静止于A车上 则A车的速率 A 等于零B 小于B车的速率C 大于B车的速率D 等于B车的速率 B 答案B设人的质量为m 两小车的质量均为M 人来回跳跃后人与A车的速度为v1 B车的速度为v2 根据题意知 人车组成的系统水平方向动量守恒 由题意有 p0 0 人来回跳跃后的总动量p M m v1 Mv2 由动量守恒有p0 p 解得v1 v2 其中负号表示v1 v2的方向相反 小车A的速率小于小车B的速率 2 2如图所示 质量均为2m的完全相同的长木板A B并排静止放置在光滑水平面上 一个质量为m的铁块C以v0 1 8m s的水平速度从左端滑到长木板A的上表面 并最终停留在长木板B上 已知B C最终的共同速度为v 0 4m s 求 1 长木板A的最终速度v1 2 铁块C刚离开长木板A时的瞬时速度v2 答案见解析 解析 1 由动量守恒定律 知mv0 2mv1 m 2m v解得v1 0 3m s 方向与v0同向 2 铁块刚离开A时 A B具有相同的速度 由动量守恒定律有mv0 mv2 4mv1解得v2 0 6m s 方向与v0同向 二 近似的动量守恒相互作用的物体间如果内力远大于外力 外力可忽略不计 则动量守恒 例如爆炸 碰撞 打击等 爆炸与碰撞的共同特点 相互作用力是变力 作用时间极短 作用力很大 如果不受外力或内力远大于外力 均可以应用动量守恒定律 2 3一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v 2m s 爆炸成为甲 乙两块水平飞出 甲 乙的质量比为3 1 不计质量损失 取重力加速度g 10m s2 则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是 B 答案B平抛运动时间t 1s 爆炸过程遵守动量守恒定律 设弹丸质量为m 则mv mv甲 mv乙 又v甲 v乙 t 1s 则有x甲 x乙 2m 将各选项中数据代入计算得B正确 2 4如图所示 在水平光滑直轨道上 静止着三个质量均为m 1kg的小球A B C 现让A球以vA 4m s的速度向右 B球以vB 2m s的速度向左同时相向运动 A B两球碰撞后粘合在一起继续向右运动 再跟C球碰撞 C球的最终速度为vC 1m s 求 1 A B两球跟C球相碰前的共同速度大小 2 A B两球跟C球相碰后的速度大小 答案 1 1m s 2 0 5m s 解析 1 对A B两球由动量守恒定律mAvA mBvB mA mB vv m s 1m s 2 对A B和C由动量守恒定律得 mA mB v mA mB v1 mCvCv1 m s 0 5m s 2 5长为L 质量为M的小船停在静水中 一个质量为m的人立在船头 若不计水的黏滞阻力 当人从船头走到船尾的过程中 船和人对地面的位移各是多少 三 人船模型 答案见解析 解析设某时刻人对地的速率为v1 船对地的速率为v2 根据动量守恒得mv1 Mv2 0 因为在人从船头走到船尾的整个过程中动量时刻满足守恒 对 式两边同乘以 t 得mx1 Mx2 0 式为人对地的位移和船对地的位移关系 由图还可看出 x1 x2 L 联立 两式得 2 6如图所示 一辆小车静止在光滑水平面上 A B两人分别站在车的两端 当两人同时相向运动时 A 若小车不动 两人速率一定相等B 若小车向左运动 A的动量一定比B的小C 若小车向左运动 A的动量一定比B的大D 若小车向右运动 A的动量一定比B的大 C 答案C根据动量守恒可知 若小车不动 两人的动量大小一定相等 因不知两人的质量 则两人的速度大小关系无法确定 故选项A是错误的 若小车向左运动 A的动量一定比B的大 故选项B是错误的 选项C是正确的 若小车向右运动 A的动量一定比B的小 故选项D是错误的