2023高考物理全复习（统考版）第六章 第2讲 动量守恒定律课件PPT

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一、动量守恒定律及守恒条件1．动量守恒定律(1)内容：如果一个系统________，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变．(2)动量守恒定律的表达式：m1v1＋m2v2＝______________或Δp1＝－Δp2.2．系统动量守恒的条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受________的合力为零，则系统动量守恒．(2)近似守恒：系统受到的合外力不为零，但当内力________合外力时，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________为零或该方向F内≫F外时，系统在该方向上动量守恒．
m1v′1＋m2v′2
二、弹性碰撞和非弹性碰撞1．碰撞(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间__________，而物体间相互作用力________的现象．(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力_______外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒．(3)分类
2.反冲运动(1)定义：静止或运动的物体通过分离出部分物质，而使自身在反方向获得加速的现象．(2)特点：在反冲运动中，如果没有外力作用或外力远小于物体间的相互作用力，系统的________是守恒的．(3)爆炸现象：爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且____________系统所受的外力，所以系统动量________，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．,
生活情境在花样滑冰双人滑比赛中，男女选手的质量分别为m1＝60 kg和m2＝40 kg，男选手的速度为1 m/s，方向向西，女选手的速度为4 m/s, 方向向东，滑行中两位选手相遇并携手共同滑行，冰面摩擦忽略不计．请完成以下判断题：(1)两位选手在携手过程中，所受合外力为零．(　　)(2)两位选手组成的系统动量守恒．(　　)(3)两位选手一起滑行的速度大小为1 m/s，方向向东．(　　)(4)两位选手在携手过程中机械能守恒．(　　)(5)两位选手在携手过程中机械能损失300 J．(　　)(6)两位选手的携手过程属于完全非弹性碰撞．(　　)
考点一　动量守恒定律的理解与应用角度1动量守恒的判断判断系统动量守恒时的两点(1)对于同一个系统，在不同物理过程中动量守恒情况有可能不同．(2)同一物理过程中，选不同的系统为研究对象，动量守恒情况也往往不同，因此解题时应明确选取的系统和研究过程．
例1. [2021·全国乙卷，14 ]如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦．用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动．在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，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：撤去推力后，小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零，满足系统动量守恒的条件，故系统动量守恒；由于撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动，存在摩擦力做功的情况，故系统机械能不守恒，所以选项B正确．
角度2动量守恒定律的应用1.动量守恒定律常用的三种表达形式(1)m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量矢量和等于作用后的动量矢量和．(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向．(3)Δp＝0，系统总动量的增量为零2．应用动量守恒定律的三点提醒(1)动量守恒定律是矢量方程，解题时应选取统一的正方向．(2)各物体的速度必须相对于同一参考系，一般选地面为参考系．(3)列动量守恒定律方程时应注意所选取的研究系统及研究过程．
例2. [2021·广东卷，13]算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零．如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b，甲、乙相隔s1＝3.5×10－2 m，乙与边框a相隔s2＝2.0×10－2 m，算珠与导杆间的动摩擦因数μ＝0.1.现用手指将甲以0.4 m/s的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1 m/s，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取10 m/s2.(1)通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a；(2)求甲算珠从拨出到停下所需的时间． 
答案：(1)能，计算过程见解析　(2)0.2 s
跟进训练1.如图所示是一个物理演示实验，图中自由下落的物体A和B被反弹后，B能上升到比初位置高的地方．A是某种材料做成的有凹坑的实心球．质量为m1＝0.28 kg，在其顶部的凹坑中插着质量为m2＝0.1 kg的木棍B，B只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙，将此装置从A下端离地板的高度H＝1.25 m处由静止释放，实验中，A触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变，接着木棍B脱离球A开始上升，而球A恰好停留在地板上，则反弹后木棍B上升的高度为(重力加速度g取10 m/s2)(　　)A．4.05 m B．1.25 mC．5.30 m D．12.5 m
2．如图所示，在光滑水平地面上有一固定的挡板，挡板上固定一个轻弹簧．小车AB的质量M＝3 kg，长L＝4 m(其中O为小车的中点，AO部分粗糙，BO部分光滑)，一质量为m＝1 kg的小物块(可视为质点)，放在小车的最左端，车和小物块一起以v0＝4 m/s的速度在水平面上向右匀速运动，车撞到挡板后瞬间速度变为零，但未与挡板粘连．已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，小物块与弹簧作用过程中弹簧始终处于弹性限度内，小物块与小车AO部分之间的动摩擦因数为μ＝0.3，重力加速度取10 m/s2.求：(1)小物块和弹簧相互作用的过程中，弹簧具有的最大弹性势能；(2)小物块和弹簧相互作用的过程中，弹簧对小物块的冲量；(3)小物块最终停在小车上的位置距A端的距离．
答案：(1)2 J　(2)4 kg·m/s，方向水平向左　(3)1.5 m
考点二　碰撞问题分析 角度1弹性碰撞
例3. 如图所示，ABD为竖直平面内的轨道，其中AB段水平粗糙，BD段为半径R＝0.08 m的半圆光滑轨道，两段轨道相切于B点，小球甲以v0＝5 m/s的初速度从C点出发，沿水平轨道向右运动，与静止在B点的小球乙发生弹性正碰，碰后小球乙恰好能到达半圆轨道最高点D，已知小球甲与AB段的动摩擦因数μ＝0.4，CB的距离s＝2 m，g取10 m/s2，甲、乙两球可视为质点，求：(1)碰撞前瞬间，小球甲的速度v甲；(2)小球甲和小球乙的质量之比．
教你解决问题——审题提取信息
例4.如图所示，竖直固定在地面的透气圆筒中有一劲度系数k＝50 N/m的轻质弹簧，弹簧下端固定，上端连接一质量m＝2 kg的薄板．圆筒内壁涂有一层ER流体，它对薄板的阻力可调．起初薄板静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度l＝1 m．现有一质量M＝2 kg的物体从距地面h＝2 m处自由落下，与薄板碰撞后粘在一起向下做匀减速运动，当薄板下移距离s＝0.5 m时速度减为0，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，试求：(1)下落物体与薄板碰撞过程中系统损失的机械能；(2)薄板下移距离s0＝0.1 m时ER流体对其阻力的大小．
答案：(1)10 J　(2)35 N
角度3碰撞的可能性碰撞的基本规律
例5. A、B两球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，A、B两球速度的值可能是(　　)  A．v′A＝5 m/s，v′B＝2.5 m/sB．v′A＝2 m/s，v′B＝4 m/sC．v′A＝－4 m/s，v′B＝7 m/sD．v′A＝7 m/s，v′B＝1.5 m/s
跟进训练3.水平地面上有甲、乙两个小滑块在同一直线上运动，两小滑块碰撞前后的速度—时间图象如图所示，小滑块甲的碰前速度为正向，小滑块乙的碰前速度为负向(其中一个小滑块碰后速度变为0)．下列说法正确的是(　　)A．碰后乙的速度变为零B．t＝2.5 s时，两小滑块之间的距离为7.5 mC．两小滑块之间的碰撞为非弹性碰撞D．碰撞前，两个小滑块组成的系统动量守恒
考点三　“反冲”和“爆炸”模型 角度1“反冲”模型
例7. 如图所示，质量m＝60 kg的人，站在质量M＝300 kg的车的一端，车长L＝3 m，相对于地面静止．当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中，车将(　　) A．后退0.5 m B．后退0.6 mC．后退0.75 m D．一直匀速后退  
解析：人车组成的系统动量守恒，则mv1＝Mv2，所以mx1＝Mx2，又有x1＋x2＝L，解得x2＝0.5 m，即车将后退0.5 m，A正确．
角度3“爆炸”模型爆炸现象的三个规律
例8. [2021·浙江1月，12]在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪．爆炸物自发射塔竖直向上发射，上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2∶1、初速度均沿水平方向的两个碎块．遥控器引爆瞬间开始计时，在5 s末和6 s末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声．已知声音在空气中的传播速度为340 m/s，忽略空气阻力．下列说法正确的是(　　)A．两碎块的位移大小之比为1∶2B．爆炸物的爆炸点离地面高度为80 mC．爆炸后质量大的碎块的初速度为68 m/sD．爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340 m
跟进训练4.(多选)如图所示，可视为质点且质量均为1 kg的甲、乙两物体紧靠着放在水平地面上，物体甲与左侧地面间的动摩擦因数为0.3，物体乙右侧地面光滑．两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，分离瞬间物体乙的速度大小为3 m/s，重力加速度g取10 m/s2，则(　　)A．炸药爆炸后，两物体分离瞬间物体甲的速度大小为3 m/sB．甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量为18 JC．从分离到甲物体停止运动，经过的时间为4 sD．甲、乙两物体分离2 s时，两物体之间的距离为7.5 m