第2讲 动量守恒定律及其应用 课件 -2026届高考物理二轮复习（全国通用）

这是一份第2讲 动量守恒定律及其应用 课件 -2026届高考物理二轮复习（全国通用），共64页。PPT课件主要包含了夯实必备知识，研透核心考点，提升素养能力等内容，欢迎下载使用。
1.理解动量守恒的条件并会应用动量守恒定律解决基本问题。2.能熟练运用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。3.会用动量守恒观点分析爆炸、反冲运动。
m1v1'+m2v2'
基础自测1.(人教版选择性必修第一册P16T2改编)在光滑水平面上，A、B两物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5 kg，速度是9 m/s，B的质量是3 kg，速度是5 m/s。A从后面追上B，他们相互作用一段时间后，B的速度增大为10 m/s，方向不变，这时A的速度大小为(　　)A.5 m/s　　B.6 m/sC.7 m/s　　D.8 m/s
考点一　动量守恒定律的理解和基本应用
考向　　动量守恒条件的理解
例1 (2026·江苏泰州期中)如图所示，木块与弹簧相连放在光滑的水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，而后木块将弹簧压缩到最短。关于子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是(　　)
A.子弹射入木块的过程中，系统动量守恒，机械能不守恒B.木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒，机械能守恒C.上述任何一个过程动量均不守恒，机械能也不守恒D.从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中，系统动量守恒，机械能守恒
解析　子弹射入木块的过程中系统所受合力为零，子弹和木块组成的系统动量守恒，有内能产生，机械能不守恒，A正确，C、D错误;木块压缩弹簧过程中子弹和木块组成的系统所受合力不为零，系统动量不守恒，B错误。
例2 如图，水平地面上有一小车C，顶端有一轻滑轮，质量完全相同的两个小木块A、B由通过滑轮的轻绳相连接，初始时用手托住小木块A，使A、B、C均处于静止状态。某时刻突然将手撤去，A、B、C开始运动，则对小车C、小木块A、B三者组成的系统，下列说法正确的是(所有摩擦均忽略不计)(　　)
A.动量不守恒，机械能不守恒B.动量守恒，机械能守恒C.竖直方向动量守恒，机械能不守恒D.水平方向动量守恒，机械能守恒
解析　所有摩擦均忽略不计，只有动能和势能相互转化，总的机械能不变，机械能守恒;初始时用手托住小木块A，使A、B、C均处于静止状态。松手后，整个系统竖直方向所受合力不为零，动量不守恒，但水平方向不受外力，水平方向动量守恒，故D正确。
动量守恒定律的适用条件(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力为零。(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力。(3)某一方向守恒:如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在这一方向上动量守恒。
考向　　动量守恒定律的基本应用
1.动量守恒定律的五个特性
2.应用动量守恒定律解题的步骤(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(或某一方向上是否守恒)。(3)选取正方向，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。
例3 如图所示，在光滑水平面上有两个并排静止放置的木块A、B，已知mA=0.5 kg，mB=0.3 kg。现有质量m0=0.08 kg的小物块C以初速度v0=25 m/s在A上表面沿水平方向向右滑动，由于C与A、B间均有摩擦，C最终停在B上，B、C最后的共同速度v=2.5 m/s。求:
(1)木块A的最终速度的大小;(2)小物块C滑离木块A时的速度大小。解析　(1)设木块A的最终速度为v1，取向右为正方向，对A、B、C由动量守恒定律有m0v0=mAv1+(mB+m0)v解得v1=2.1 m/s。(2)设C滑离A时的速度为v2，当C滑离A后，对B、C由动量守恒定律有m0v2+mBv1=(mB+m0)v解得v2=4 m/s。 答案　(1)2.1 m/s　(2)4 m/s
例4 如图，质量M=9 kg的小车A以大小为v0=8 m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架上的光滑水平台面上放置着质量m=1 kg的小球B(可看作质点，与A速度相同)，小球距离车上表面H=0.8 m。某时刻，小车与静止在水平面上质量m0=6 kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略)，此后，小球刚好落入小车右端固定的桶中(桶的尺寸可忽略)，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，求:
讨论:(1)若m1=m2，则v1'=0，v2'=v1(速度交换，动量和动能全部转移)。(2)若m1>m2，则v1'>0，v2'>0(碰后两物体沿同一方向运动)。(3)若m1≫m2，则v1'≈v1，v2'≈2v1。(4)若m10(碰后两物体沿相反方向运动)。(5)若m1≪m2，则v1'≈-v1，v2'≈0。
例5 (2025·江苏卷，14)如图所示，在光滑水平面上，左右两列相同的小钢球沿同一直线放置，每列有n个。在两列钢球之间，一质量为m的玻璃球以初速度v0向右运动，与钢球发生正碰。所有球之间的碰撞均视为弹性碰撞。
例6 (2025·河南卷，14)如图，在一段水平光滑直道上每间隔l1=3 m铺设有宽度为l2=2.4 m的防滑带。在最左端防滑带的左边缘静止有质量为m1=2 kg的小物块P，另一质量为m2=4 kg的小物块Q以v0=7 m/s的速度向右运动并与P发生正碰，且碰撞时间极短。已知碰撞后瞬间P的速度大小为v=7 m/s，P、Q与防滑带间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度大小g=10 m/s2。求:
碰撞问题遵守的三条原则
例7 (2026·江苏泰州期末)如图所示，光滑水平面上，质量为m、速度为v的A球跟质量为2m的静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性也可能是非弹性，则碰撞后B球的速度可能是(　　)
例8 (2025·北京卷，17)某物体以一定初速度从地面竖直向上抛出，经过时间t到达最高点。在最高点该物体炸裂成A、B两部分，质量分别为2m和m，其中A以速度v沿水平方向飞出。重力加速度为g，不计空气阻力。求:(1)该物体抛出时的初速度大小v0;(2)炸裂后瞬间B的速度大小vB;(3)A、B落地点之间的距离d。 解析　(1)物体竖直上抛至最高点时速度为0，则v0=gt。(2)爆炸瞬间水平方向动量守恒，爆炸前总动量为0。由动量守恒定律得2m·v=m·vB解得vB=2v。(3)根据竖直上抛运动的对称性可知下落时间与上升时间相等，为t，则A的水平位移xA=vtB的水平位移xB=vBt=2vt所以A、B落地点之间的距离d=|xA|+|xB|=vt+2vt=3vt。答案　(1)gt　(2)2v　(3)3vt
例9 (2026·江苏扬州期中)“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备的总质量为M，点燃火箭后在极短时间内质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，要增大火箭的发射速度，下列操作中可行的是(　　) A.减小v0的同时减小mB.增大v0的同时减小MC.增大M的同时减小mD.同比例增大M、m
A级　基础对点练对点练1　动量守恒定律的理解和基本应用1.(2026·江苏无锡期中)如图所示，地面光滑，车厢水平底板粗糙。用细线连接车厢一端挡板及滑块，轻弹簧处于压缩状态，车厢静止。现将细线剪断，滑块相对车厢底板开始滑动，在滑动过程中，小车、弹簧和滑块组成的系统(　　)A.动量守恒，机械能守恒B.动量守恒，机械能不守恒C.动量不守恒，机械能守恒D.动量不守恒，机械能不守恒
解析　将细线剪断后滑块相对车厢底板滑动，则滑块和车厢底板之间有滑动摩擦力，但弹簧的弹力和两者之间的滑动摩擦力都是内力，故系统动量守恒，由于滑动摩擦力对系统做负功，所以系统机械能不守恒，故B正确。
2.(2026·江苏南京模拟)如图所示，在光滑绝缘水平面上同时由静止释放两个带正电的小球A和B，已知A、B两球的质量分别为m1、m2。则某时刻A、B两球(　　) A.速度大小之比为m1∶m2B.加速度大小之比为m1∶m2C.动量大小之比为m2∶m1D.动能大小之比为m2∶m1
对点练2　碰撞问题3.(2026·江苏苏州期中)在冬奥会冰壶比赛中，一冰壶沿着赛道做直线运动，与另一相同的冰壶发生弹性正碰。忽略冰壶与冰面之间的摩擦力，下列关于两个冰壶动量随时间的变化关系可能正确的是(　　)
4.(2025·河南卷，7)两小车P、Q的质量分别为mP和mQ，将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验，碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图甲和图乙所示。小车N的质量为mN，碰撞时间极短，则(　　)
A.mP>mN>mQB.mN>mP>mQC.mQ>mP>mND.mQ>mN>mP
解析　对小车P、N的碰撞过程，由动量守恒定律有mPvP+mNvN1=mPvP'+mNvN1'， 整理得mP(vP-vP')=mN(vN1'-vN1)，由题图甲可知vP-vP'>vN1'-vN1，解得mPmN，综上可得mQ>mN>mP，D正确。
对点练3　爆炸、反冲5.(2026·江苏海安高级中学月考)如图所示，一架质量为m的喷气式飞机飞行的速率是v，某时刻它向后喷出的气体相对飞机的速度大小为u，喷出气体的质量为Δm，以地面为参考系，下列说法正确的是(　　)
8.(2025·甘肃卷，4)如图，小球A从距离地面20 m处自由下落，1 s末恰好被小球B从左侧水平击中，小球A落地时的水平位移为3 m。两球质量相同，碰撞为完全弹性碰撞，重力加速度g取10 m/s2，则碰撞前小球B的速度大小v为(　　) A.1.5 m/sB.3.0 m/sC.4.5 m/sD.6.0 m/s
9.a球在轻绳Ⅰ和轻绳Ⅱ的共同作用下静止于如图所示的位置，轻绳Ⅰ长l=0.5 m，与竖直方向的夹角θ=37°，b球置于距离地面高h=1.6 m的台柱上，轻绳Ⅰ悬点O位于台柱正上方，距离地面高H=2.1 m。已知轻绳Ⅱ水平，a球、b球为两个可视作质点的完全相同的小球(sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，重力加速度g=10 m/s2)。现烧断轻绳Ⅱ，a球摆下，与b球发生弹性碰撞。不计空气阻力，求:
10.(2024·安徽卷，14)如图所示， 一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着轨道运动，已知细线长L=1.25 m，小球质量m=0.20 kg，物块、小车质量均为M=0.30 kg，小车上的水平轨道长s=1.0 m。圆弧轨道半径R=0.15 m。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小;(2)求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小;(3)为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。
C级　拔尖进阶练11.(2026·江苏淮安模拟)如图所示，光滑轨道固定在水平地面上，质量均为m、相距很近的A、B两小球静置于轨道水平部分。将质量为M的小球C从轨道圆弧部分的某高度处由静止释放，设所有碰撞均为弹性碰撞，下列说法正确的是(　　)
A.若M