2023年届高考二轮复习物理教案12动量动量守恒定律及应用doc高中物理.docx

③某一方向上动量守恒：虽然系统所受外力之和不为零，但系统在某一方向上的外力之和为零，那么该方向上的动量守恒 4. 动量守恒定律的表达式 (1) p=p/意义：系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p’ (从守恒的角度列式)． (2)∆p =p/-p=0意义：系统总动量的增量等于零(从增量角度列式)． (3)对相互作用的两个物体组成的系统： ①p1+p2=p1/ +p2/ 或者m1v1 +m2v2=m1v1/+m2v2/意义：两个物体作用前的动量的矢量和等于作用后的动量的矢量和． ②p1/-p1=一(p2/-p2)或者∆p1=一∆p2或者∆p1+∆p2=0 ks5u 意义：两物体动量的变化大小相等，方向相反． 5． 弹性碰撞与非弹性碰撞 形变完全恢复的叫弹性碰撞；形变完全不恢复的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其形变不能够完全恢复。机械能不损失的叫弹性碰撞；机械能损失最多的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其机械能有所损失。 6．碰撞过程遵守的规律——应同时遵守三个原那么 ①系统动量守恒 ②系统动能不增 ks5u ③实际情景可能：碰前、碰后两个物体的位置关系（不穿越）和速度关系应遵循客观实际．如甲物追乙物并发生碰撞，碰前甲的速度必须大于乙的速度，碰后甲的速度必须小于、等于乙的速度或甲反向运动． 二、 考纲要求 考点 要求 说明 考点解读 ks5u 动量、动量守恒定律及其应用 Ⅱ 动量守恒定律只限于一维情况 本章的重点内容：唯一的二级要求是动量及其守恒定律，本专题和前面的3-4模块有共同特点是题目教简单，但为了照顾知识点的覆盖面，会出现一个大题中在套二、三个小题的情况 弹性碰撞和非弹性碰撞、反冲运动 Ⅰ 验证动量守恒定律（实验、探究） Ⅰ 三、 教法指引 此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进行适 ks5u 当提炼讲解。要求学生强加记忆。这一专题的题目还是较难的，虽然只有一个二级要求，但是此专题的内容涉及受力分析、过程分析等二轮复习时还是要稳扎稳打，从根本知识出发 四、 知识网络 ks5u 五、 典例精析 题型1.（子弹射木块题型）矩形滑块由不同材料的上下两层固体组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块 假设射中上层子弹刚好不穿出，假设射中下层子弹刚好能嵌入，那么( ) A．两次子弹对滑块做的功一样多 B．两次滑块所受冲量一样大 C．子弹嵌入上层时对滑块做功多 D．子弹嵌入上层时滑块所受冲量大 解：设固体质量为M，根据动量守恒定律有： ks5u 由于两次射入的相互作用对象没有变化，子弹均是留在固体中，因此，固体的末速度是一样的，而子弹对滑块做的功等于滑块的动能变化，对滑块的冲量等于滑块的动量的变化，因此A、B选项是正确的。 规律总结：解决这样的问题，还是应该从动量的变化角度去思考，其实，不管是从哪个地方射入，相互作用的系统没有变化，因此，动量和机械能的变化也就没有变化。 ks5u 题型2.（动量守恒定律的判断）把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹、车的以下说法正确的选项是（ ） A.枪和子弹组成的系统动量守恒 B.枪和车组成的系统动量守恒 C.只有忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车和子弹组成的系统的动量才近似守恒 D.枪、子弹、车组成的系统动量守恒 ks5u 解：此题C选项中所提到的子弹和枪筒之间的摩擦是系统的内力，在考虑枪、子弹、车组成的系统时，这个因素是不用考虑的 根据受力分析，可知该系统所受合外力为0，符合动量守恒的条件，应选D 规律总结：判断系统是否动量守恒时，一定要抓住守恒条件，即系统不受外力或者所受合外力为0。 ks5u 题型3.（碰撞中过程的分析）如下列图，位于光滑水平桌面上的小滑块A和B都可视作质点，质量相等。B与轻质弹簧相连。设B静止，A以某一初速度向B运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于（ ） ks5u A B A. A的初动能 B. A的初动能的1/2 C. A的初动能的1/3 D. A的初动能的1/4 ks5u 解： 解决这样的问题，最好的方法就是能够将两个物体作用的过程细化。具体分析如右图，开始A物体向B运动，如右上图；接着，A与弹簧接触，稍有作用，弹簧即有形变，分别对A、B物体产生如右中图的作用力，对A的作用力的效果就是产生一个使A减速的加速度，对B的作用力的效果那么是产生一个使B加速的加速度。如此，A在减速，B在加速，一起向右运动，但是在开始的时候，A的速度依然比B的大，所以相同时间内，A走的位移依然比B大，故两者之间的距离依然在减小，弹簧不断压缩，弹簧产生的作用力越来越大，对A的加速作用和对B的加速作用而逐渐变大，于是，A的速度不断减小，B的速度不断增大，直到某个瞬间两个物体的速度一样，如右以下列图。过了这个瞬间，由于弹簧的压缩状态没有发生任何变化，所以对两个物体的作用 ks5u 力以及力的效果也没有变，所以A要继续减速，B要继续加速，这就会使得B的速度变的比A大，于是A、B物体之间的距离开始变大。因此，两个物体之间的距离最小的时候，也就是弹簧压缩量最大的时候，也就是弹性势能最大的时候，也就是系统机械能损失最大的时候，就是两个物体速度相同的时候。 ks5u 根据动量守恒有，根据能量守恒有，以上两式联列求解的，可见弹簧具有的最大弹性势能等于滑块A原来动能的一半，B正确 规律总结：处理带有弹簧的碰撞问题，认真分析运动的变化过程是关键，面对弹簧问题，一定要注重细节的分析，采取“慢镜头〞的手段。 ks5u 题型4.（动量守恒定律的适用情景）小型迫击炮在总质量为1000kg的船上发射，炮弹的质量为2kg．假设炮弹飞离炮口时相对于地面的速度为600m/s，且速度跟水平面成45°角，求发射炮 ks5u 弹后小船后退的速度？ 解：发射炮弹前，总质量为1000kg的船静止，那么总动量Mv=0． 发射炮弹后，炮弹在水平方向的动量为mv1'cos45°，船后退的动量为(M-m)v2'． 据动量守恒定律有 0=mv1'cos45°＋(M-m)v2'． ks5u 取炮弹的水平速度方向为正方向，代入数据解得 ks5u 规律总结：取炮弹和小船组成的系统为研究对象，在发射炮弹的过程中，炮弹和炮身(炮和船视为固定在一起)的作用力为内力．系统受到的外力有炮弹和船的重力、水对船的浮力．在船静止的情况下，重力和浮力相等，但在发射炮弹时，浮力要大于重力．因此，在垂直方向上，系统所受到的合外力不为零，但在水平方向上系统不受外力(不计水的阻力)，故在该方向上动量守恒． ks5u 题型5. （多物体多过程动量守恒）两块厚度相同的木块A和B，并列紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为mA=2.0kg，mB=0.90kg．它们的下底面光滑，上外表粗糙．另有质量mC=0.10kg的铅块C(其长度可略去不计)以vC=10m/s的速度恰好水平地滑到A的上外表(见图)，由于摩擦，铅块最后停在本块B上，测得B、C的共同速度为v=0.50m/s，求：木块A的速度和铅块C离开A时的速度． 解：设C离开A时的速度为vC，此时A、B的共同速度为vA，对于C刚要滑上A和C刚离开A这两个瞬间，由动量守恒定律知 mCvC=(mA+mB)vA+mCv'C (1) 以后，物体C离开A，与B发生相互作用．从此时起，物体A不再加速，物体B将继续加速一段时间，于是B与A别离．当C相对静止于物体B上时，C与B的速度分 ks5u 别由v'C和vA变化到共同速度v．因此，可改选C与B为研究对象，对于C刚滑上B和C、B相对静止时的这两个瞬间，由动量守恒定律知 mCv'C+mBvA=(mB+mC)v (2) 由(l)式得 mCv'C=mCvC-(mA＋mB)vA ks5u 代入(2)式 mCv'C-(mA+mC)vA+mBvA=(mB+mC)v． 得木块A的速度 ks5u 所以铅块C离开A时的速度 题型6.（人船模型）在静止的湖面上有一质量M=100kg的小船，船上站立质量m=50kg的人， ks5u 船长L=6m，最初人和船静止．当人从船头走到船尾(如图)，船后退多大距离？(忽略水的阻力) 解：选地球为参考系，人在船上行走，相对于地球的平均速度为(L-x)/t，船相对于地球后退的 ks5u 平均速度为x/t，系统水平方向动量守恒方程为 故 规律总结：错解：由船和人组成的系统，当忽略水的阻力时，水平方向动量守恒．取人前进的方向为正方向，设t时间内人由船头走到船尾，那么人前进的平均速度为L/t，船在此时 ks5u 间内后退了x距离，那么船后退的平均速度为x/t，水平方向动量守恒方程为 故 这一结果是错误的，其原因是在列动量守恒方程时，船后退的速度x/t是相对于地球的，而人前进的速度L/t是相对于船的。相对于不同参考系的速度代入同一公式中必然要出错． 题型7. （动量守恒中速度的相对性）一个静止的质量为M的原子核，放射出一个质量为m ks5u 的粒子，粒子离开原子核时相对于核的速度为v0，原子核剩余局部的速率等于（ ） 解：取整个原子核为研究对象。由于放射过程极为短暂，放射过程中其他外力的冲量均可不计，系统的动量守恒．放射前的瞬间，系统的动量p1=0，放射出粒子的这一瞬间，设剩余部 ks5u 分对地的反冲速度为v'，并规定粒子运动方向为正方向，那么粒子的对地速度v=v0-v'，系统的动量 p2=mv-(M-m)v'=m(v0-v')-(M-m)v'． 由p1=p2，即 ks5u 0=m(v0-v)-(M-m)v'=mv0-Mv'． 应选C。 规律总结：运用动量守恒定律处理问题，既要注意参考系的统一，又要注意 ks5u 到方向性。 ks5u w.w.w.k.s.5.u.c.o.m ks5u