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新高考物理二轮复习讲练测课件专题07 动量定理 动量守恒定律（含解析）
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这是一份新高考物理二轮复习讲练测课件专题07 动量定理 动量守恒定律（含解析），共37页。PPT课件主要包含了稿定PPT，考情分析，网络构建，真题研析·规律探寻，考向动量与冲量，核心提炼·考向探究，动量定理的深入理解，题型特训·命题预测，考向碰撞问题，考向人船模型等内容，欢迎下载使用。
考点一 动量定理的理解及应用考向1 动量定理的应用考向2 利用动量定理处理流体(变质量)问题考点二 动量守恒定律的理解及应用考向1 碰撞模型考向2 爆炸 反冲 人船模型
考点一 动量定理的理解及应用
1.动量定理的深入理解2.利用动量定理解题的基本思路3.微粒类问题
考向1 动量定理的应用考向2 利用动量定理处理流体(变质量)问
例1 (2023·山西·高考真题) (多选) 使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（ ） A．甲的速度大小比乙的大 B．甲的动量大小比乙的小 C．甲的动量大小与乙的相等 D．甲和乙的动量之和不为零
例2 (2023·广东·高考真题) (多选) 某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型．多个质量均为 的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力．开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.4m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为0.04s，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为0.22m/s．关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的有（ ） A．该过程动量守恒 B．滑块1受到合外力的冲量大小为0.18N·s C．滑块2受到合外力的冲量大小为0.40N·s D．滑块2受到滑块1的平均作用力大小为5.5N·s
【考向】动量定理的应用
例3 (2021·福建·高考真题) 福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为 ，16级台风的风速范围为 。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（ ） A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍
1.内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.2.表达式:
1.确定研究对象．2.对物体进行受力分析．可先求每个力的冲量，再求各力冲量的矢量和——合力的冲量；或先求合力，再求合力的冲量．3.抓住过程的初、末状态，选好正方向，确定各动量和冲量的正负号．4.根据动量定理列方程，如有必要还需要补充其他方程，最后代入数据求解．
利用动量定理解题的基本思路
如果物体在不同阶段受力不同，即合外力不恒定，此情况下应用动量定理时，一般采取以下两种方法：1）分段处理法：找出每一段合外力的冲量I1、I2…In，这些冲量的矢量和即外力的合冲量I＝I1＋I2＋…＋In，根据动量定理I＝p′－p求解，分段处理时，需注意各段冲量的正负。2）全过程处理法：在全过程中，第一个力的冲量I1，第二个力的冲量I2，…第n个力的冲量In，这些冲量的矢量和即合冲量I，根据I＝p′－p求解，用全过程法求解时，需注意每个力的作用时间及力的方向。3）若不需要求中间量，用全程法更为简便。
用动量定理处理多过程问题
1.流体类问题运动着的连续的气流、水流等流体，与其他物体的表面接触的过程中，会对接触面有冲击力。此类问题通常通过动量定理解决。2.解答质量连续变动的动量问题的基本思路(1)确定研究对象：Δt时间内流体微元。(2)建立“柱体”模型 对于流体，可沿流速v的方向选取一段柱形流体， 设在Δt时间内通过某一横截面积为S的流体长度Δl ＝v·Δt，如图所示，若流体的密度为ρ，那么，在 这段时间内流过该截面的流体的质量为Δm＝ρSΔl＝ρSvΔt； (3)运用动量定理，即流体微元所受的合力的冲量等于流体微元动量的增量，即F合Δt＝Δp。(Δt足够短时，流体重力可忽略不计)
用动量定理处理“流体类”问题
1.（ 2024·江西景德镇·江西省乐平中学校联考一模） 一位同学事先在坚硬的地面上铺上一层地毯（厚度远小于下落的高度），然后将手中的玻璃杯从一米多高处自由释放，玻璃杯落在地毯上安然无恙，没有反弹便静止了。接着他又捡起玻璃杯，同时移开地毯，将玻璃杯从同样的高度自由释放，玻璃杯落在硬地上碎裂成几块。碎片也没有反弹。空气阻力忽略不计。该同学通过比较分析得出的正确结论是（ ） A．玻璃杯落在硬地上时的动量更大 B．玻璃杯受到硬地的冲量更大 C．玻璃杯与硬地作用过程中动量变化量更大 D．玻璃杯与硬地作用过程中动量变化率更大
2. (2022·海南·校联考三模) 体育课上进行跳高训练时，训练者落地的一侧地面上要铺上厚厚的垫子，目的是（ ） A．使训练者落到垫子上时的动量减小 B．使训练者落在垫子上的过程中，动量变化量减小 C．使训练者落在垫子上的过程中，所受的冲量减小 D．使训练者落在垫子上的过程中，与垫子的作用时间延长
3. (2023·陕西咸阳·校考模拟预测) (多选) 如图所示，严冬树叶结有冰块，人在树下经常出现冰块砸到头部的情况．若冰块质量为100g，从离人头顶约80cm的高度无初速度掉落，砸到头部后冰块未反弹，头部受到冰块的冲击时间约为0.4s，重力加速度g取10m/s2，下列分析正确的是（ ）A．冰块接触头部之前的速度大小约为5m/sB．冰块与头部作用过程中，冰块对头部的冲量大小约为0.8N·s C．冰块与头部作用过程中，冰块对头部的作用力大小约为4ND．冰块与头部作用过程中，冰块的动量变化量大小约为0.4kg·m/s
4. (2023·安徽·校联考模拟预测) 如图为正在热销的水上飞行器的商品展示图，产品有如下数据∶装备质量10kg，三个喷口直径均为6.0cm。表演者质量为50kg，水的密度为1. 0×103kg/m3，不计浮力等，重力加速度g=10m/s2，则当他和装备悬浮在空中时，喷水速度近似为（ ） A．0.4m/sB．8.5m/s C．25.2m/sD．32.3m
【考向】利用动量定理处理流体(变质量)问题
考点二 动量守恒定律的理解及应用
1.动量守恒定律的深入理解2.利用动量守恒定律解题的基本思路3.碰撞4.爆炸5.反冲运动和人船模型
考向1 碰撞模型考向2 爆炸 反冲 人船模型
1.内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变. 2.表达式: ①系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量： ②相互作用的两个物体动量的变化量等大反向： 3.动量守恒定律成立的条件 ①理想守恒：系统不受外力或系统所受外力的合力为零. ②近似守恒：系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计. ③某一方向守恒：系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.4.动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.
动量守恒定律的深入理解
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．
利用动量守恒定律解题的基本思路
1.碰撞：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．2.特点：在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒．3.分类
4.碰撞问题遵守的三条原则①动量守恒： .②动能不增加： .③速度要符合实际情况Ⅰ、碰前两物体同向运动，若要发生碰撞，则应有v后>v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有 v’前>v ’后.Ⅱ、碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向至少有一个改变．
5.弹性碰撞的结论以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生弹性碰撞为例，则有联立解得：讨论：①若 ，则 (速度交换)；②若 ，则 (碰后两物体沿同一方向运动)； 当 时， ；③若 ，则 (碰后两物体沿相反方向运动)； 当 时， .
1.爆炸问题的特点是物体间的相互作用突然发生，作用时间很短，作用力很大，且远大于系统受的外力，故可用动量守恒定律来处理. 2.在爆炸过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的动能爆炸后会增加，在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，一般有所减少而转化为内能. 3.由于爆炸问题作用时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.
1.反冲现象：反冲现象是指在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然，在反冲现象里，系统的动量是守恒的.
①模型图示②模型特点Ⅰ、两物体满足动量守恒定律：m人v人-m船v船=0 Ⅱ、两物体的位移大小满足： 又 x人+x船=L得 ③运动特点Ⅰ、人动则船动，人静则船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；Ⅱ、人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即 .
1. (2024·海南·校联考一模) 如图，质量均为m=0.2kg的物体a和b静止在水平台面上的A，B两处，B左侧台面光滑，右侧台面粗糙。 a、b与粗糙台面间的动摩擦因数均为μ=0.5。现给a瞬时冲量I，a运动至B与b发生弹性碰撞，碰后b滑至离B处x=0.4m的C处停下。a和b均视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：（1）碰撞后瞬间b的速度大小v；（2）冲量I的大小。
2. (2024·安徽·校联考模拟预测) 如图所示，在水平面上放置一个右侧面半径为 的 圆弧凹槽，凹槽质量为 ，凹槽 点切线水平， 点为最高点.一个质量也为 的小球以速度 从 点冲上凹槽，重力加速度为 ，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（ ）A．小球在凹槽内运动的全过程中，小球与凹槽的总动量守恒，且离开凹槽后做平抛运动B．若 ，小球恰好可到达凹槽的 点且离开凹槽后做自由落体运动C．若 ，小球最后一次离开凹槽的位置一定是 点，且离开凹糟后做自由落体运动D．若 ，小球最后一次离开凹槽的位置一定是 点，且离开凹槽后做竖直上抛运动
【考向】爆炸 反冲 人船模型
2. (2023·山东青岛·统考三模) 如图，某中学航天兴趣小组在一次发射实验中将总质量为M的自制“水火箭”静置在地面上。发射时“水火箭”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的水。已知火箭运动过程中所受阻力与速度大小成正比，火箭落地时速度为v，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A．火箭的动力来源于火箭外的空气对它的推力 B．火箭上升过程中一直处于超重状态 C．火箭获得的最大速度为 D．火箭在空中飞行的时间为
2. (2023·湖南·校联考模拟预测) 如图，棱长为a、大小形状相同的立方体木块和铁块，质量为m的木块在上、质量为M的铁块在下，正对用极短细绳连结悬浮在在平静的池中某处，木块上表面距离水面的竖直距离为h。当细绳断裂后，木块与铁块均在竖直方向上运动，木块刚浮出水面时，铁块恰好同时到达池底。仅考虑浮力，不计其他阻力，则池深为（ ） A． B． C． D．
考点一 动量定理的理解及应用考向1 动量定理的应用考向2 利用动量定理处理流体(变质量)问题考点二 动量守恒定律的理解及应用考向1 碰撞模型考向2 爆炸 反冲 人船模型
考点一 动量定理的理解及应用
1.动量定理的深入理解2.利用动量定理解题的基本思路3.微粒类问题
考向1 动量定理的应用考向2 利用动量定理处理流体(变质量)问
例1 (2023·山西·高考真题) (多选) 使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（ ） A．甲的速度大小比乙的大 B．甲的动量大小比乙的小 C．甲的动量大小与乙的相等 D．甲和乙的动量之和不为零
例2 (2023·广东·高考真题) (多选) 某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型．多个质量均为 的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力．开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.4m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为0.04s，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为0.22m/s．关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的有（ ） A．该过程动量守恒 B．滑块1受到合外力的冲量大小为0.18N·s C．滑块2受到合外力的冲量大小为0.40N·s D．滑块2受到滑块1的平均作用力大小为5.5N·s
【考向】动量定理的应用
例3 (2021·福建·高考真题) 福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为 ，16级台风的风速范围为 。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（ ） A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍
1.内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.2.表达式:
1.确定研究对象．2.对物体进行受力分析．可先求每个力的冲量，再求各力冲量的矢量和——合力的冲量；或先求合力，再求合力的冲量．3.抓住过程的初、末状态，选好正方向，确定各动量和冲量的正负号．4.根据动量定理列方程，如有必要还需要补充其他方程，最后代入数据求解．
利用动量定理解题的基本思路
如果物体在不同阶段受力不同，即合外力不恒定，此情况下应用动量定理时，一般采取以下两种方法：1）分段处理法：找出每一段合外力的冲量I1、I2…In，这些冲量的矢量和即外力的合冲量I＝I1＋I2＋…＋In，根据动量定理I＝p′－p求解，分段处理时，需注意各段冲量的正负。2）全过程处理法：在全过程中，第一个力的冲量I1，第二个力的冲量I2，…第n个力的冲量In，这些冲量的矢量和即合冲量I，根据I＝p′－p求解，用全过程法求解时，需注意每个力的作用时间及力的方向。3）若不需要求中间量，用全程法更为简便。
用动量定理处理多过程问题
1.流体类问题运动着的连续的气流、水流等流体，与其他物体的表面接触的过程中，会对接触面有冲击力。此类问题通常通过动量定理解决。2.解答质量连续变动的动量问题的基本思路(1)确定研究对象：Δt时间内流体微元。(2)建立“柱体”模型 对于流体，可沿流速v的方向选取一段柱形流体， 设在Δt时间内通过某一横截面积为S的流体长度Δl ＝v·Δt，如图所示，若流体的密度为ρ，那么，在 这段时间内流过该截面的流体的质量为Δm＝ρSΔl＝ρSvΔt； (3)运用动量定理，即流体微元所受的合力的冲量等于流体微元动量的增量，即F合Δt＝Δp。(Δt足够短时，流体重力可忽略不计)
用动量定理处理“流体类”问题
1.（ 2024·江西景德镇·江西省乐平中学校联考一模） 一位同学事先在坚硬的地面上铺上一层地毯（厚度远小于下落的高度），然后将手中的玻璃杯从一米多高处自由释放，玻璃杯落在地毯上安然无恙，没有反弹便静止了。接着他又捡起玻璃杯，同时移开地毯，将玻璃杯从同样的高度自由释放，玻璃杯落在硬地上碎裂成几块。碎片也没有反弹。空气阻力忽略不计。该同学通过比较分析得出的正确结论是（ ） A．玻璃杯落在硬地上时的动量更大 B．玻璃杯受到硬地的冲量更大 C．玻璃杯与硬地作用过程中动量变化量更大 D．玻璃杯与硬地作用过程中动量变化率更大
2. (2022·海南·校联考三模) 体育课上进行跳高训练时，训练者落地的一侧地面上要铺上厚厚的垫子，目的是（ ） A．使训练者落到垫子上时的动量减小 B．使训练者落在垫子上的过程中，动量变化量减小 C．使训练者落在垫子上的过程中，所受的冲量减小 D．使训练者落在垫子上的过程中，与垫子的作用时间延长
3. (2023·陕西咸阳·校考模拟预测) (多选) 如图所示，严冬树叶结有冰块，人在树下经常出现冰块砸到头部的情况．若冰块质量为100g，从离人头顶约80cm的高度无初速度掉落，砸到头部后冰块未反弹，头部受到冰块的冲击时间约为0.4s，重力加速度g取10m/s2，下列分析正确的是（ ）A．冰块接触头部之前的速度大小约为5m/sB．冰块与头部作用过程中，冰块对头部的冲量大小约为0.8N·s C．冰块与头部作用过程中，冰块对头部的作用力大小约为4ND．冰块与头部作用过程中，冰块的动量变化量大小约为0.4kg·m/s
4. (2023·安徽·校联考模拟预测) 如图为正在热销的水上飞行器的商品展示图，产品有如下数据∶装备质量10kg，三个喷口直径均为6.0cm。表演者质量为50kg，水的密度为1. 0×103kg/m3，不计浮力等，重力加速度g=10m/s2，则当他和装备悬浮在空中时，喷水速度近似为（ ） A．0.4m/sB．8.5m/s C．25.2m/sD．32.3m
【考向】利用动量定理处理流体(变质量)问题
考点二 动量守恒定律的理解及应用
1.动量守恒定律的深入理解2.利用动量守恒定律解题的基本思路3.碰撞4.爆炸5.反冲运动和人船模型
考向1 碰撞模型考向2 爆炸 反冲 人船模型
1.内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变. 2.表达式: ①系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量： ②相互作用的两个物体动量的变化量等大反向： 3.动量守恒定律成立的条件 ①理想守恒：系统不受外力或系统所受外力的合力为零. ②近似守恒：系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计. ③某一方向守恒：系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.4.动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.
动量守恒定律的深入理解
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．
利用动量守恒定律解题的基本思路
1.碰撞：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．2.特点：在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒．3.分类
4.碰撞问题遵守的三条原则①动量守恒： .②动能不增加： .③速度要符合实际情况Ⅰ、碰前两物体同向运动，若要发生碰撞，则应有v后>v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有 v’前>v ’后.Ⅱ、碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向至少有一个改变．
5.弹性碰撞的结论以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生弹性碰撞为例，则有联立解得：讨论：①若 ，则 (速度交换)；②若 ，则 (碰后两物体沿同一方向运动)； 当 时， ；③若 ，则 (碰后两物体沿相反方向运动)； 当 时， .
1.爆炸问题的特点是物体间的相互作用突然发生，作用时间很短，作用力很大，且远大于系统受的外力，故可用动量守恒定律来处理. 2.在爆炸过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的动能爆炸后会增加，在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，一般有所减少而转化为内能. 3.由于爆炸问题作用时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.
1.反冲现象：反冲现象是指在系统内力作用下，系统内一部分物体向某方向发生动量变化时，系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然，在反冲现象里，系统的动量是守恒的.
①模型图示②模型特点Ⅰ、两物体满足动量守恒定律：m人v人-m船v船=0 Ⅱ、两物体的位移大小满足： 又 x人+x船=L得 ③运动特点Ⅰ、人动则船动，人静则船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；Ⅱ、人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即 .
1. (2024·海南·校联考一模) 如图，质量均为m=0.2kg的物体a和b静止在水平台面上的A，B两处，B左侧台面光滑，右侧台面粗糙。 a、b与粗糙台面间的动摩擦因数均为μ=0.5。现给a瞬时冲量I，a运动至B与b发生弹性碰撞，碰后b滑至离B处x=0.4m的C处停下。a和b均视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：（1）碰撞后瞬间b的速度大小v；（2）冲量I的大小。
2. (2024·安徽·校联考模拟预测) 如图所示，在水平面上放置一个右侧面半径为 的 圆弧凹槽，凹槽质量为 ，凹槽 点切线水平， 点为最高点.一个质量也为 的小球以速度 从 点冲上凹槽，重力加速度为 ，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（ ）A．小球在凹槽内运动的全过程中，小球与凹槽的总动量守恒，且离开凹槽后做平抛运动B．若 ，小球恰好可到达凹槽的 点且离开凹槽后做自由落体运动C．若 ，小球最后一次离开凹槽的位置一定是 点，且离开凹糟后做自由落体运动D．若 ，小球最后一次离开凹槽的位置一定是 点，且离开凹槽后做竖直上抛运动
【考向】爆炸 反冲 人船模型
2. (2023·山东青岛·统考三模) 如图，某中学航天兴趣小组在一次发射实验中将总质量为M的自制“水火箭”静置在地面上。发射时“水火箭”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的水。已知火箭运动过程中所受阻力与速度大小成正比，火箭落地时速度为v，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A．火箭的动力来源于火箭外的空气对它的推力 B．火箭上升过程中一直处于超重状态 C．火箭获得的最大速度为 D．火箭在空中飞行的时间为
2. (2023·湖南·校联考模拟预测) 如图，棱长为a、大小形状相同的立方体木块和铁块，质量为m的木块在上、质量为M的铁块在下，正对用极短细绳连结悬浮在在平静的池中某处，木块上表面距离水面的竖直距离为h。当细绳断裂后，木块与铁块均在竖直方向上运动，木块刚浮出水面时，铁块恰好同时到达池底。仅考虑浮力，不计其他阻力，则池深为（ ） A． B． C． D．
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