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1、http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网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,则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:p1+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p1/-p1=一(p2/-p2)或者p1=一p2或者p1+
2、p2=0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http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网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则系统动量守恒2211/22/11vmvmvmvm系统动能不增2222112/222/1121212121vmvmvmvm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
3、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、二、考纲要求考纲要求考点要求说明考点解读动量、动量守恒定律及其应用动 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、反冲运动验证动量守恒定律(实验、探究)三、三、教法指引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
4、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,从基本知识出发四、四、知识网络知识网络http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网五、五、典例精析典例精析题型 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 水平射向滑块若射中上层子弹刚好不穿出,若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:)(vmMmv由于两次射入的相互作用对象没有变化,子
5、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。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、车的下列说法正确的是()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
6、解:本题 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,故选 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。http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网题型 3.(碰撞中过程的分析)如图所示,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()A.A 的初
7、动能B.A 的初动能的 1/2C.A 的初动能的 1/3D.A 的初动能的 1/4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的作用力的效果则是产生一个使 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
8、 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,如右下图。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。根据动量守恒有2mvmv,根据能量守恒有PEmvmv2222121,以上两式联列求解的221mvEP,可见弹
9、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。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若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ABABABa1v1a2v2ABa1v1a2v2ABABABa1v1a2v2ABA ABa1v1a2v2ABa1v1a2v2A ABa1v1a2v2http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网弹
10、后小船后退的速度?解:发射炮弹前,总质量为 1000kg 的船静止,则总动量 Mv=0发射炮弹后,炮弹在水平方向的动量为 mv1cos45,船后退的动量为(M-m)v2据动量守恒定律有0=mv1cos45(M-m)v2取炮弹的水平速度方向为正方向,代入已知数据解得规律总结: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题型
11、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,上表面粗糙另有质量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 的上表面(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
12、+mCvC(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 分离当 C 相对静止于物体 B 上时,C 与 B 的速度分别由 vC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http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网mCvC+mBvA=(mB+mC)v(2)由(l)式得mCvC=mCvC-(mAmB)vA代入(2)式mCvC-(mA+mC)vA+mBvA=(mB+mC)v得木块 A 的速
13、度所以铅块 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,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平均速度为 x/t,系统水平方向动量守恒方程为()0LxxmMtt故1.2mxLmMm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,则人前进的平均速度为 L/t,船在此时间内后退了 x 距离,则船后退的
14、平均速度为 x/t,水平方向动量守恒方程为()0LxmMtt故3mxLmM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http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网的。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,原子核剩余部分的速率等于()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,设剩余部分对地的反冲速度为 v,并规定粒子运动方向为正方向,则粒子的对地速度 v=v0-v,系统的动量p2=mv-(M-m)v=m(v0-v)-(M-m)v由 p1=p2,即0=m(v0-v)-(M-m)v=mv0-Mv故选 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,又要注意到方向性。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m