2019高考物理 专题 碰撞与动量守恒导学案

专题：碰撞与动量守恒

一 动量定理与动量守恒定律

一、动量

1．定义：运动物体的 和 的乘积，通常用 来表示。 2．表达式： 3．单位：

4．标矢性：动量是 ，其方向与 方向相同。 5．动量、动能、动量变化量的比较

1．冲量

(1)定义：物理学中把力与力的 的乘积叫做力的冲量。 (2)公式：

(3)矢量：冲量是 ，它的方向跟力的方向相同。

(4)物理意义：冲量是反映力对 累积效应的物理量，力越大，时间越长，冲量就

越大。

2．动量定理

(1)内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的 。 (2)公式表示⎩⎪⎨

⎪

⎧

F (t ′－t )＝mv ′－mv I ＝p ′－p

(3)意义：冲量是物体动量变化的量度，合外力的 等于物体 的变化量。 例一、一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点，距离A 点5 m 的位置B 处是一面

墙，如图所示，一物块以v 0＝9 m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间

的速度为7 m/s ，碰后以6 m/s 的速度反向运动直至静止，g 取10 m/s 2

。

(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ。

(2)若碰撞时间为0.05 s ，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大

小F。

(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。

例二、将质量为0.2 kg的小球以初速度6 m/s水平抛出，抛出点离地的高度为3.2 m，不计空气阻力。求：

(1)小球从抛出到它将要着地的过程中重力的冲量；

(2)小球将要着地时的动量。

例三、高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为

A.m2gh

t

＋mg B.

m2gh

t

－mg

C.m gh

t

＋mg D.

m gh

t

－mg

例四“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人

沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是

A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小

B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小

C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大

D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力

【练习】1、温州乐清市一家公司的专家楼B幢发生惊险一幕，一个小男孩从楼上窗台突然坠落。但幸运的是，楼下老伯高高举起双手接住了孩子，孩子安然无恙。假设从楼上窗台到老伯接触男孩的位置高度差为h＝12.8 m，老伯接男孩的整个过程时间约为Δt＝0.4 s，则(忽略空气阻力，g取10 m/s2)正确的是

A．男孩接触老伯手臂时的速度大小为25 m/s

B．男孩自由下落时间约为4 s

C．老伯接男孩的整个过程，男孩处于失重状态

D．老伯手臂受到的平均作用力是男孩体重的5倍

2、质量为1kg的物体从离地面5m高处自由下落。与地面碰撞后。上升的最大高度为3.2m，设球与地面作用时间为0.2s，则小球对地面的平均冲力大小为(g=10m/s2)（）

A ．90N

B ．80N

C ．110N

D ．100N

3、质量为m 的物体以0v 做平抛运动，经过时间t ，下落的高度为h ，速度大小为v.在这段时间里，该物体的动量变化量大小为（ ）

A. 0mv mv -

B. mgt

C.

D.

三、动量守恒定律 1．动量守恒定律 (1)内容：如果一个系统 ，或者 ，这个系统的总动量保持不变。 (2)表达式：

①m 1v 1＋m 2v 2＝ ，即作用前的动量和等于作用后的动量和。 ②Δp 1＝ ，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 ③Δp ＝ ，系统总动量的增量为零。 2．动量守恒定律的守恒条件

(1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合外力都为零。

(2)近似守恒：内力 它所受到的外力。如碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等现象中系统的动量近似守恒。

(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 动量守恒。但值得注意的是，系统的总动量可能不守恒。

【针对训练】

1、一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A 并留在其中，A 、B 用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A 及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法正确的是

A ．动量守恒，机械能守恒

B ．动量不守恒，机械能守恒

C ．动量守恒，机械能不守恒

D ．无法判定动量、机械能是否守恒

2、如图所示，两滑块A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A 的质量为m ，速度大小为2v 0，方向向右，滑块B 的质量为2m ，速度大小为v 0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态正确的是

A ．A 和

B 都向左运动

B ．A 和B 都向右运动

C ．A 静止，B 向右运动

D ．A 向左运动，B 向右运动

3、如图所示，在光滑水平面上，用等大反向的F 1、F 2分别同时作用于A 、B 两个静止的物体上，已知m A ＜m B ，经过相同的时间后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘

合体最终将

A ．静止

B ．向右运动

C ．向左运动

D ．无法确定

4、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