2020届高考物理一轮复习鲁科版第六章第2讲动量守恒定律PPT课件(153张)

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解题探究 (1)木板 A 获得初速度 v0 后恰好能沿斜面匀速下滑，放上 B 后 A、B 组成的系统合外力为零吗？
提示：由题意知木板 A 与斜面的动摩擦因数等于斜面倾角的正切值，所 以放上 B 后 A、B 组成的系统合外力仍为零。
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A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 答案 D主干梳理 对点激活考点 Nhomakorabea研 悟法培优
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答案
解析 设 A、B 质量分别为 mA、mB，B 的初速度为 v0，取 B 的初速度 方向为正方向，由题意知，两球刚好不发生第二次碰撞，说明 A、B 碰撞后
速度大小相等，方向相反，分别为v0和－v0，则有 33
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A．A、B 组成的系统动量和机械能都守恒 B．A、B 组成的系统动量和机械能都不守恒 C．当 B 的速度为13v0 时，A 的速度为23v0 D．当 A 的速度为13v0 时，B 的速度为23v0
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动量守恒。
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3．分类
4．散射 微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”，微观粒子的碰撞又 叫做散射。
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知识点
反冲 爆炸 Ⅰ
1．反冲现象
(1)在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各
A．35 N B．100 N C．102.5 N D．350 N
答案 C
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答案
解析 子弹打入沙袋过程中，对子弹和沙袋由动量守恒定律得 mv0＝(m ＋M)v，得子弹与沙袋的共同速度 v＝mm＋vM0 ＝0.011×0 500 m/s＝0.5 m/s。对子 弹和沙袋，由向心力公式 FT－(m＋M)g＝(m＋M)vL2得，悬绳的拉力 FT＝(m ＋M)g＋(m＋M)vL2＝102.5 N，故 C 正确。
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知识点
动量守恒定律及其应用 Ⅱ
1．几个相关概念
(1)系统：在物理学中，将相互作用的几个物体所组成的物体组称为系统。
(2)内力：系统内各物体之间的相互作用力叫做内力。
(3)外力：系统以外的其他物体对系统的作用力叫做外力。
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答案 B
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答案
解析 取机车和 15 节车厢整体为研究对象，由动量守恒定律得 mv0＝(m ＋15m)v，v＝116v0＝116×0.8 m/s＝0.05 m/s。故 B 正确。
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提示
(2)刚放上 B 后，A、B 间发生相对滑动吗？ 提示：发生。
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提示
尝试解答 选 C。 由于木板 A 沿斜面匀速下滑，则木板 A 受到的合力为零，当小滑块 B 放 在木板 A 上表面后，A、B 组成的系统所受的合力仍为零，则系统的动量守 恒，由于 A、B 间以及 A 与斜面间摩擦力的作用，则系统的机械能一直减小， 即机械能不守恒，A、B 错误；由于 B 与 A 之间的动摩擦因数大于 A 与斜面 间的动摩擦因数，所以当 A、B 共速后将沿斜面共同匀速下滑，即 B 的速度 不可能大于 A 的速度，又由动量守恒定律知 C 正确，D 错误。
部分的末速度不再相同而分开。这类问题相互作用的过程中系统的动能
_□0_1_增__大__，且常伴有其他形式的能向动能的转化。 (2)反冲运动的过程中，一般合外力为零或外力的作用_□0_2_远__小__于__物体间
的相互作用力，可利用动量守恒定律来处理。
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2．动量守恒定律
(1)内容：如果一个系统_□0_1_不__受__外__力_，或者 __□_0_2_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
①p＝____□0_3_p_′___，系统相互作用前的总动量 p 等于相互作用后的总动量
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2．弹性碰撞讨论 (1)碰后速度的求解 根据动量守恒和机械能守恒
m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
①
21m1v21＋12m2v22＝12m1v1′2＋12m2v2′2
②
解得 v1′＝m1－mm21＋v1m＋22m2v2 v2′＝m2－mm11＋v2m＋22m1v1
p′。
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②m1v1＋m2v2＝___□0_4__m_1_v_1′__＋__m_2_v_2′__，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。
③Δp1＝__□_0_5_－__Δ_p_2_，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 ④Δp＝__□_0_6_0_____，系统总动量的增量为零。
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(2)分析讨论 当碰前两物体的速度不为零时，若 m1＝m2，则 v1′＝v2，v2′＝v1，即 两物体交换速度。 当碰前物体 2 的速度为零时： v1′＝mm11－＋mm22v1，v2′＝m12＋m1m2v1， ①m1＝m2 时，v1′＝0，v2′＝v1，碰撞后两物体交换速度。 ②m1>m2 时，v1′>0，v2′>0，碰撞后两物体沿相同方向运动。
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二 对点激活 1．(人教版选修 3－5·P16·T5 改编)某机车以 0.8 m/s 的速度驶向停在铁轨 上的 15 节车厢，跟它们对接。机车跟第 1 节车厢相碰后，它们连在一起具 有一个共同的速度，紧接着又跟第 2 节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一 节车厢。设机车和车厢的质量都相等，则跟最后一节车厢相碰后车厢的速度 为(铁轨的摩擦忽略不计)( ) A．0.053 m/s B．0.05 m/s C．0.057 m/s D．0.06 m/s
2.应用动量守恒定律解题的步骤
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例 1 (2018·蓉城模拟)如图所示，在足够长的固定斜面上有一质量为 m 的薄木板 A，木板 A 获得初速度 v0 后恰好能沿斜面匀速下滑。现将一质量也 为 m 的小滑块 B 无初速度轻放在木板 A 的上表面，对于滑块 B 在木板 A 上 滑动的过程中(B 始终未从 A 的上表面滑出，B 与 A 间的动摩擦因数大于 A 与斜面间的动摩擦因数)，下列说法正确的是( )
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答案
总结升华 应用动量守恒定律时的几点易错提醒
(1)动量守恒定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统。系统的动 量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系。
(2)分析系统内物体受力时，要弄清哪些是系统的内力，哪些是系统外的 物体对系统的作用力。
A.Mm＋v0m B.mMv0 C.MM＋v0m D.Mmv0 答案 A
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答案
解析 小球沿滑块上滑的过程中，对小球和滑块组成的系统，水平方向 不受外力，因而水平方向动量守恒，小球到达最高点时和滑块具有相同的对 地速度 v(若速度不相同，必然相对运动，此时一定不是最高点)。由水平方向 动量守恒得：mv0＝(M＋m)v，所以 v＝Mm＋v0m，A 正确。
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解析
考点 2 碰撞问题分析 1．碰撞遵循的三条原则 (1)动量守恒定律。 (2)机械能不增加 Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′或2pm21 1＋2pm22 2≥p21m′12＋p22m′22 (3)速度要合理 ①同向碰撞：碰撞前，后面的物体速度大；碰撞后，若物体速度仍同向， 则前面的物体速度大(或相等)。 ②相向碰撞：碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变。
(3)动量守恒和机械能守恒的条件不同，动量守恒时机械能不一定守恒， 机械能守恒时动量不一定守恒，二者不可混淆。
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[变式 1] (2018·宁夏固原市一中月考)如图所示，质量为 M 的滑块静止 在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为 m 的球以 速度 v0 向滑块滚来，小球不能越过滑块，则小球到达最高点时，小球和滑块 的速度大小是( )
解析
2．(人教版选修 3－5·P17·T7 改编)悬绳下吊着一个质量为 M＝9.99 kg 的 沙袋，构成一个单摆，摆长 L＝1 m。一颗质量 m＝10 g 的子弹以 v0＝500 m/s 的水平速度射入沙袋，瞬间与沙袋达到共同速度(不计悬绳质量，g 取 10 m/s2)，则此时悬绳的拉力为( )
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2．爆炸问题
爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且_□_0_3_远__大_于____系统所受的 外力，所以系统动量___□0_4_守__恒___，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。
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3．(人教版选修 3－5·P17·T6 改编)如图所示，在光滑水平面的左侧固定 一竖直挡板，A 球在水平面上静止放置，B 球向左运动与 A 球发生正碰，B 球碰撞前、后的速率之比为 3∶1，A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回。 两球刚好不发生第二次碰撞，则 A、B 两球的质量之比为( )
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(5)相对性：动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性参考系。 一般选地面为参考系。
(6)普适性：不仅适用于宏观低速物体组成的系统，也适用于微观高速粒 子组成的系统。
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mBv0＝mA·v30＋mB－v30，解
得 mA∶mB＝4∶1，D 正确。
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考点 1 动量守恒定律的理解与应用 1．动量守恒定律的“六性” (1)系统性：研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统。 (2)条件性：必须满足动量守恒定律的适用条件。 (3)矢量性：表达式中初、末动量都是矢量，首先需要选取正方向，分清 各物体初、末动量的正、负。 (4)瞬时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时 刻的总动量相等。
一 思维辨析 1．系统动量不变是指系统的动量大小和方向都不变。( √ ) 2．系统的动量守恒时，机械能也一定守恒。( × ) 3．当质量相等时，发生完全弹性碰撞的两个球碰撞前后速度交换。( √ ) 4．光滑水平面上的两球做相向运动，发生正碰后两球均变为静止，于是 可以断定碰撞前两球的动量大小一定相等。( √ ) 5．只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒。( × )
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知识点
弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ
1．碰撞
碰 撞 是 指 物 体 间 的 相 互 作 用 持 续 时 间 _□0_1__很_短___ ， 而 物 体 间 相 互 作 用 力 __□0_2_很__大__的现象。
2．特点
在碰撞现象中，一般都满足内力□_0_3_远__大__于_外力，可认为相互碰撞的系统
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(3)适用条件 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。 ②近似守恒：系统受到的合外力不为零，但当内力远大于外力时，系统 的动量可近似看成守恒。 ③某方向守恒：系统在某个方向上所受合外力为零时，系统在该方向上 动量守恒。