2024届高考物理一轮复习专题六动量第2讲动量守恒定律课件

这是一份2024届高考物理一轮复习专题六动量第2讲动量守恒定律课件，共35页。PPT课件主要包含了答案AC，答案B等内容，欢迎下载使用。
一、守恒条件1.理想守恒：系统__________外力或所受外力的合力为________，则系统动量守恒. 
2.近似守恒：系统受到的合力不为零，但当________远大于外力时，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合力为零时，系统在该方向上动量守恒.
二、动量守恒定律的表达式m1v1＋m2v2＝_____________或Δp1＝－Δp2. 
m1v1'＋m2v2'
(1)动量守恒定律方程为矢量方程，列方程时必须选择正方向.(2)弹性碰撞是一种理想化的物理模型，在宏观世界中不存在.(3)“人船”模型适用于初状态系统内物体均静止，物体运动时满足系统动量守恒或某个方向上系统动量守恒的情形.
1.[动量守恒的条件]关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是(　　)A.只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒B.只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒C.只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒D.系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒【答案】C
2.[动量守恒定理的应用]滑冰是很多人非常喜欢的一项运动.在一次训练中，某质量为40 kg的女运动员以大小为3 m/s的速度向静止的男运动员运动，靠近男运动员的瞬间被男运动员抱起，且保持姿势不变.若男运动员的质量为60 kg，则抱起后瞬间两运动员的速度大小为(　　)A.0.8 m/sB.1.2 m/sC.1.6 m/sD.2 m/s【答案】B　【解析】两运动员相互作用的过程系统动量守恒，则有m1v1＝(m1＋m2)v2，解得v2＝1.2 m/s，B正确.
3.[动量守恒定理的应用](多选)如图所示，在光滑水平面上有一辆平板车，一人手握大锤站在车上.开始时人、锤和车均静止，此时大锤在头顶的正上方.人用力使锤落下敲打车的左端，然后锤反弹回到头顶正上方再落下，如此周而复始，使大锤连续地敲打车的左端，最后，人和锤都恢复至初始状态并停止敲打.在此过程中，下列说法中正确的是(　　)A.在大锤连续的敲打下，车左右往复运动B.在任一时刻，人、锤和车组成的系统动量守恒C.锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中，车的动量方向先向右再向左D.锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中，车具有水平向右的动量，车的动量减小至零
【解析】由水平方向动量守恒可知在大锤连续的敲打的过程中，车会往复运动，A正确；人、锤和车组成的系统，只在水平方向上所受的外力之和为零，水平方向上动量守恒，竖直方向动量不守恒，B错误；锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中，锤的动量方向先向左再向右，则车的动量先向右再向左，C正确；锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中，车具有水平向左的动量，车的动量减小至零，D错误.
考点1　动量守恒定律的理解　[基础考点]1.求解恒力作用下的曲线运动问题(1)曲线运动中，无论力是否恒定，运动轨迹是直线还是曲线，I合＝Δp始终成立，因此可由Δp＝p'－p求动量的变化.(2)由于涉及的是矢量运算，需要先选定一个正方向，一般选初速度方向为正方向，应用矢量运算的平行四边形定则(或三角形法则)进行运算.
2.求解流体问题处理有关流体(如水、空气、高压燃气等)冲击物体表面产生的冲力(或压强)问题时，可选在短时间Δt内射到物体表面上的流体为研究对象——构建“柱体”微元模型应用动量定理分析求解，要特别注意根据题意正确地表示出该研究对象的质量和动量的变化.3.对物体系统应用动量定理(1)动量定理通常的研究对象是单个物体，但必要时也可以是物体系统.此时，动量定理可以叙述为“系统所受合外力的冲量等于系统动量的变化”.(2)当几个力不同时作用时，合冲量可理解为系统所受各个外力冲量的矢量和.
1.(2021年全国卷Ⅱ)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】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒.故B正确.
2.在平静的水面上，有一以速度v0匀速前进的载人小船，船的质量为M，人的质量为m.开始时，人相对船静止.当人相对船以速度v向船行进的反方向行走时，设船的速度为u，由动量守恒定律可知下列表达式成立的是(　　)A.(M＋m)v0＝Mu＋mvB.(M＋m)v0＝Mu＋m(v－u)C.(M＋m)v0＝Mu－m(v－u)D.(M＋m)v0＝Mu－m(v－v0)【答案】C　
【解析】表达式(M＋m)v0＝Mu＋mv中速度不是相对同一参考系，所以A错误；(M＋m)v0＝Mu＋m(v－u)中，若选取船的方向为正方向，则人的速度为负值，所以B错误；表达式(M＋m)v0＝Mu－m(v－v0)违背了动量守恒定律的“同时性”原则，D错误；正确的求解应将动量守恒定律写为(M＋m)v0＝Mu－m(v－u)，所以C正确.
考点2　动量守恒定律的应用　[能力考点]1.判断动量是否守恒的方法方法一：从受力的角度分析.(1)明确系统由哪几个物体组成.(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力.(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒.
方法二：从系统总动量变化的情况判断.(1)明确初始状态系统的总动量是多少.(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况.(3)确定系统动量变化情况，进而判断系统的动量是否守恒.
2.动量守恒定律解题的基本步骤(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(或某一方向上动量是否守恒).(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.
例1　(2021年广东卷)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.
1.(2022年茂名二模)如图所示，正在太空中行走的宇航员A、B沿同一直线相向运动，相对空间站的速度大小分别为3 m/s和1 m/s，迎面碰撞后(正碰)，A、B两人均反向运动，速度大小均为2 m/s.则A、B两人的质量之比为(　　) A.3∶5 B.2∶3 C.2∶5 D.5∶3【答案】A　【解析】设A的初速度方向为正，则由动量守恒定律mAvA－mBvB＝－mAvA'＋mBvB'，解得mA∶mB＝3∶5，故A正确.
2.(2020年全国卷Ⅲ)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间变化的关系如图中实线所示.已知甲的质量为1 kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为(　　)A.3 JB.4 JC.5 JD.6 J【答案】A　
考点3　某一方向上动量守恒问题　[能力考点]对于一个系统不满足动量守恒条件，但在系统的某一方向上满足动量守恒的问题，分析列式时要特别注意把速度投影到这个方向上，同时要注意各矢量的正负.如果在运动过程中动量守恒涉及位移问题，且两物体作用前均静止，由m1s1＝m2s2计算更方便，但要正确画出位移关系草图.
1.如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放.Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是(　　)A.P对Q做功为零B.P和Q之间相互作用力做功之和为零C.P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒D.P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒【答案】B
动量守恒中n次作用问题处理动量守恒考题时，我们常常遇到，系统内物体发生n次相互作用的问题，求解这类问题的关键是看每次作用前后的速度是否相对于同一参考系.若作用时的速度是相对于同一参考系，则可以把整个过程作为研究过程；若作用时的速度是相对于不同的参考系，则必须分段列式.
例3　静止在光滑水平面上的甲、乙两车质量均为M，甲车上有一质量为m的人，以水平速度v跳向乙车，再以相反的速度跳回甲车(如图所示)，再以水平速度v跳向乙车……如此反复n次，最后回到甲车，则此时甲、乙车速度之比为(　　)
变式　(2022年昆明一中模拟)如图，一质量为10 kg的铁球静止在足够长的光滑地面上，人站在小车上向左推铁球，铁球运动一段时间后和墙壁碰撞，碰后铁球速度反向、大小不变，每次推球，球出手后的速度大小都为2 m/s，已知人和车的总质量为50 kg.以下说法正确的是(　　)A.运动全过程人、小车和铁球组成的系统动量守恒B.后一次推铁球比前一次推铁球推力的冲量更小C.连续推4次后铁球将不能追上人和小车D.最终人、小车和铁球的速度大小都是2 m/s【答案】D