高三物理第一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第一單元第2課時 動量守恒定律的應(yīng)用課件 選修35

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1、高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理第一單元動量動量守恒定律第一單元動量動量守恒定律 第第2課時動量守恒定律的應(yīng)用課時動量守恒定律的應(yīng)用 選修35 第十三章碰撞與動量守恒 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點一碰撞1碰撞：兩個或兩個以上物體在相遇的極短時間內(nèi)產(chǎn)生非常大的相互作用力，使每個物體的動量發(fā)生顯著變化，這個過程就稱為碰撞2彈性碰撞：碰撞后物體的形變可以完全恢復(fù)，且碰撞前后系統(tǒng)的總機械能_3非彈性碰撞：碰撞后物體的形變只有部分恢復(fù)，系統(tǒng)有部分機械能_答案：2不變3損失高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理4完全非彈性碰撞：碰撞過程中物體的形變完全不能恢復(fù)，以致物體合

2、為一體一起運動，即兩物體在非彈性碰撞后以同一速度運動，系統(tǒng)損失的機械能_5特點(1)動量特點：無論是哪一類碰撞，由于系統(tǒng)的相互作用力極大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以碰撞過程中，系統(tǒng)的_守恒(2)能量特點：根據(jù)彈性碰撞與非彈性碰撞進行確定非彈性碰撞中系統(tǒng)的機械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的_答案：4最大 5(1)動量(2)內(nèi)能高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點深化要點深化1關(guān)于碰撞的幾點說明(1)高中階段研究的碰撞為正碰，即物體碰撞前后在同一直線上運動(2)完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例，碰撞過程中機械能損失最大高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理(3)仔細(xì)分析一下碰撞的全過程：設(shè)光滑水平面上，如右圖所示，質(zhì)量為m1的物體A以

3、速度v0向質(zhì)量為m2的靜止物體B運動，B的左端連有輕彈簧在位置A、B剛好接觸，彈簧開始被壓縮，A開始減速，B開始加速；到位置A、B速度剛好相等(設(shè)為v)，彈簧被壓縮到最短；再往后A、B開始遠(yuǎn)離，彈簧開始恢復(fù)原長，到位置彈簧剛好為原長，A、B分開，這時A、B的速度分別為v1、v2.全過程系統(tǒng)動量一定是守恒的；而機械能是否守恒就要看彈簧的彈性如何了彈簧是完全彈性的系統(tǒng)動能減少全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，狀態(tài)系統(tǒng)動能最小而彈性勢能最大；彈性勢能減少全部轉(zhuǎn)化為動能；因此、狀態(tài)系統(tǒng)動能相等，這種碰撞叫彈性碰撞由動量守恒和能量守恒可以證明A、B的最終速度分別為： (這個結(jié)論最好背下來，以后經(jīng)常要用到)v1 m1

4、m2 m1 m2 v0 ，v2 2m1 m1 m2 v0 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理彈簧不是完全彈性的系統(tǒng)動能減少，一部分轉(zhuǎn)化為彈性勢能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，狀態(tài)系統(tǒng)動能仍和相同，彈性勢能仍最大，但比?。粡椥詣菽軠p少，部分轉(zhuǎn)化為動能，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；因為全過程系統(tǒng)動能有損失(一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，這種碰撞叫非彈性碰撞彈簧完全沒有彈性系統(tǒng)動能減少全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，狀態(tài)系統(tǒng)動能仍和相同，但沒有彈性勢能；由于沒有彈性，A、B不再分開，而是共同運動，不再有過程，這種碰撞叫完全非彈性碰撞可以證明，A、B最終的共同速度為v1 v2 m1 m1 m2 v0 . 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理(4)碰撞遵守三個

5、原則動量守恒；p1p2p1p2(本式為矢量式)動能不增加：碰撞前、后兩物體速度的關(guān)系：碰撞前兩物體同向，碰撞物體的速度為v1，被碰撞物體的速度為v2，則v1v2；碰撞后兩物體同向，碰撞物體的速度為v1，被碰撞物體的速度為v2，則v1v2.2爆炸兩物體間由于炸藥的作用均受到巨大作用力，兩作用力遠(yuǎn)大于外力，一般情況下認(rèn)為動量守恒由于爆炸力做功，所以系統(tǒng)的動能增加p21 2m1 p22 2m2 p212m1 p222m2 . 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點二反沖運動1反沖運動：當(dāng)物體的一部分以一定的速度離開物體時，剩余部分將做_的運動，這種現(xiàn)象叫反沖運動2實例：發(fā)射炮彈；爆竹爆炸；

6、發(fā)射火箭；發(fā)電水輪機等3特點(1)動量特點：系統(tǒng)相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于系統(tǒng)受到的外力，系統(tǒng)的_守恒(2)能量特點：由其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能，每個物體的_增加答案：1相反方向 3(1)動量(2)機械能高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點深化要點深化1反沖運動反沖運動是相互作用的物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果，反沖運動過程中，一般滿足系統(tǒng)的合外力為零，或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的條件，因此可用動量守恒定律進行分析2火箭發(fā)射簡介火箭主要是由殼體和燃料兩大部分組成殼體是圓筒形，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃燒燃料產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵?，火箭就向前飛去火箭飛行所能達(dá)到的最大速度，即燃料燃燒完畢

7、時獲得的最終速度，主要取決于兩個因素，一是噴氣速度，另一個是質(zhì)量比(即火箭開始飛行時的質(zhì)量與燃燒燃料完時質(zhì)量之比)，噴氣速度越大，質(zhì)量比越大，最終速度就越大單級火箭燃料用完后，空殼自行脫落，減少了總質(zhì)量，可達(dá)到很高的速度高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型一判斷反沖運動反沖運動發(fā)生在同一物體上，把同一物體分為兩個部分，這兩個部分發(fā)生分離，當(dāng)一部分向一個方向運動時，剩余部分將做相反方向的運動 下列屬于反沖運動的是()A汽車的運動B直升飛機的運動C火箭發(fā)射過程的運動D反擊式水輪機的運動高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：A、B選項中汽車和飛機都是一個整體，沒有發(fā)生分離，故不屬

8、于反沖運動C選項中火箭發(fā)射是指火箭向后噴射出其攜帶的點燃著的燃?xì)舛够鸺蚕蚯斑\動，屬于反沖運動的實例；D選項中反擊式水輪機的運動是指水輪機向后噴射出其攜帶的水而使水輪機向前運動，也屬于反沖運動的實例答案：CD高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練1據(jù)報導(dǎo)，“和平”號空間站墜毀時，由和空間站對接的飛船經(jīng)過三次點火排沖熱氣流，飛行高度逐漸降低，最后才進入大氣層墜向南太平洋，對于墜毀過程，下列說法正確的是()A飛行高度要降低，空間站必須突然減速B飛行高度要降低，空間站必須突然加速C空間站要減速必須通過向前排沖熱氣流D空間站要加速必須通過向前排沖熱氣流高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：因萬有引

9、力作用，當(dāng)空間站突然減速時，向心力小于萬有引力而使空間站飛行高度降低，故A正確空間站通過向前排沖熱氣流，根據(jù)反沖原理會使空間站減速，故C正確答案：AC高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型二分子間相互作用的問題 一個靜止的、質(zhì)量為M的不穩(wěn)定原子核，當(dāng)它射出質(zhì)量為m、速度為v的粒子后，設(shè)射出粒子的方向為正，則原子核剩余部分的速度u等于()AvBmMmv CmmMv DmMv 解析：應(yīng)運用動量守恒定律來討論討論對象是射出的粒子m和剩余核(Mm)由動量守恒定律0mv(Mm)u解得：答案：BumMmv 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練2一個靜止的、質(zhì)量為M的不穩(wěn)定原子核，當(dāng)它射出質(zhì)量為m的粒子

10、后，原子核剩余部分的速度為v，射出的粒子的速度u為()AmMv BmMmv CmmMv DMmmv 解析：由動量守恒定律：0mu(Mm)v解得：答案：DuMmmv 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理1兩個物體均處于靜止，當(dāng)兩個物體存在相互作用而不受外力作用時，系統(tǒng)動量守恒2這類問題的特點：兩物體同時運動，同時停止3此類問題由動量守恒有：0m1v1m2v2.由于瞬時速度是一一對應(yīng)的，故對雙方的平均速度而言，有：由于兩物體運動時間相同，則有：可推出m1s1m2s20(s1、s2應(yīng)相對于同一參照系)解決這種問題的方法是要畫好物體的運動示意圖，有利于發(fā)現(xiàn)各物理量間的關(guān)系題型三探究反沖運動中的人船模型問題m1

11、v1m2v20， m1v1tm2v2t0， 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：選人和船組成的系統(tǒng)為研究對象，由于人從船頭走到船尾的過程中，系統(tǒng)在水平方向上不受外力作用，所以水平方向動量守恒人起步前系統(tǒng)的總動量為零，當(dāng)人起步加速前進時，船同時向后加速運動；當(dāng)人勻速前進時，船同時向后勻速運動；當(dāng)人停下來時，船也停下來設(shè)某一時刻人對靜水的速度為v1，船對靜水的速度為v2，選人前進的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律有：m v1 M v20. 即v1 / v2M/m. 如右圖所示，長為L、質(zhì)量為M的小船停在靜水中，質(zhì)量為m的人立在船頭，若不計水的粘滯阻力，當(dāng)人從船頭走到船尾的過程中，船和人對靜水的位移s2

12、和s1各是多少？高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理因為在人從船頭走到船尾的整個過程中，每一時刻系統(tǒng)都滿足動量守恒定律，所以每一時刻人的速度與船的速度之比，都與它們的質(zhì)量成反比從而可以得出判斷：在人從船頭走到船尾的過程中，人的平均速度與船后退的平均速度之比，也應(yīng)等于它們的質(zhì)量的反比，由于兩物體運動時間相同，即有：s1/s2M/m由圖可以看出：s1s2L聯(lián)立解得：答案：s2mMmL，s1MMmL. s2mMmL，s1MMmL. 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練3有一條捕魚小船?？吭诤叴a頭，小船又窄又長(估計一噸左右)一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量他進行了如下操作：首先將船平行碼頭自

13、由停泊，輕輕從船尾上船，走到船頭后停下來，而后輕輕下船用卷尺測出船后退的距離為d，然后用卷尺測出船長L，已知他自身的質(zhì)量為m，則漁船的質(zhì)量M為()A.mLd B.mLdd C.mLdd D.mdLd 解析：根據(jù)人船模型中動量守恒原理有：Mdm(Ld)，由此解得：答案：BMmLdd. 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理碰撞的兩個物體必須遵守以下三個原則：動量守恒；p1p2p1p2(本式為矢量式)動能不增加：碰撞前、后兩物體速度的關(guān)系：碰撞前兩物體同向，碰撞物體的速度為v1，被碰撞物體的速度為v2，則v1v2；碰撞后兩物體同向，碰撞物體的速度為v1，被碰撞物體的速度為v2，則v1v2.題型四 碰撞(或反

14、沖)與平拋運動、圓周運動等的組合題p212m1p222m2p212m1p222m2. 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 如圖所示，O為一水平軸細(xì)繩上端固定于O軸，下端系一質(zhì)量m1.0 kg的小球，原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，擺球與平臺的B點接觸，但對平臺無壓力，擺長為l0.6 m平臺高h(yuǎn)0.80 m一個質(zhì)量為M2.0 kg的小球沿平臺自左向右運動到B處與擺球發(fā)生正碰，碰后擺球在繩的約束下做圓周運動，經(jīng)最高點A時，繩上的拉力T恰好等于擺球的重力，而M落在水平地面的C點，水平距離s1.2 m求質(zhì)量為M的小球與擺球碰撞前的速度大小高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：質(zhì)量m1.0 kg的小球在A點時，由牛頓第二定律，

15、有：Tmgm 由題意：Tmg質(zhì)量m1.0 kg的小球從B點運動到A點，設(shè)碰撞后擺球的速度為v2，由機械能守恒定律，有：聯(lián)立解得：v26 m/s質(zhì)量M2.0 kg的小球做平拋運動，設(shè)碰撞后小球的速度為v1，根據(jù)平拋運動的規(guī)律，在豎直方向上，有： 在水平方向上，有：sv1t聯(lián)立解得：v13 m/s兩球在碰撞過程中動量守恒，有：Mv0Mv1mv2由此解得質(zhì)量為M的小球與擺球碰撞前的速度大小為：v06 m/s.答案：6 m/sv2Al 12mv2212mv2Amg2l h12gt2 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理點評：這是一道非常明顯的組合題，考查學(xué)生對力學(xué)基本規(guī)律的理解和應(yīng)用，考查理解能力、分析能力及

16、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力試題涉及到機械能守恒定律、動量守恒定律和動能定理、圓周運動和勻變速直線運動，難度并不大，基本是物理公式的套用，用到的方法都是在平時教學(xué)中常用的物理方法高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練4如圖所示，光滑的水平臺子離地面的高度為h，質(zhì)量為m的小球以一定的速度在高臺上運動，從邊緣D水平射出，落地點為A，水平射程為s.如果在臺子邊緣D處放一質(zhì)量為M的橡皮泥，再讓小球以剛才的速度在水平高臺上運動，在邊緣D處打中橡皮泥并同時落地，落地點為B.則AB間的距離為()A.MMms B.mMms C.MmMs D.Mmms 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：只有小球在做平拋運

17、動時，根據(jù)平拋運動的規(guī)律在豎直方向上，有：在水平方向上，有：svt當(dāng)小球與橡皮泥發(fā)生完全非彈性碰撞時，設(shè)共同速度為v，根據(jù)動量守恒定律，有：mv(Mm)v小球與橡皮泥一起做平拋運動時，由于高度仍為h，根據(jù)式可知平拋的時間與小球單獨做平拋運動時的時間相等，都為t.故在水平方向上，有：svtAB間的距離為sss式聯(lián)立得： 答案：Ah12gt2 sMMms. 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理動量守恒定律表達(dá)式中各速度必須是相對同一參考系因為動量中的速度有相對性，在應(yīng)用動量守恒定律列方程時，應(yīng)注意各物體的速度必須是相對同一參考系的速度若題設(shè)條件中速度不是相對同一參考系的警示處理

18、人船模型問題時忽視動量守恒定律的相對性 某人在一只靜止的小船上練習(xí)射擊，船、人和槍(不包含子彈)及船上固定靶的總質(zhì)量為M，子彈質(zhì)量m，槍口到靶的距離為L，子彈射出槍口時相對于槍口的速率恒定，當(dāng)前一顆子彈陷入靶中時，隨即發(fā)射后一顆子彈，則在發(fā)射完全部n顆子彈后，小船后退的距離多大？(不計水的阻力)高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理錯解：選船、人、槍及船上固定靶和子彈組成的系統(tǒng)為研究對象，開始時整個系統(tǒng)處于靜止，系統(tǒng)所受合外力為0，當(dāng)子彈射向靶的過程中，系統(tǒng)動量守恒，船將向相反的方向移動當(dāng)?shù)谝活w子彈射向靶的過程中，船向相反的方向運動，此時與船同時運動的物體的總質(zhì)量為M(n1)m，當(dāng)?shù)谝活w子彈射入靶中后，

19、根據(jù)動量守恒，船會停止運動，系統(tǒng)與初始狀態(tài)完全相同當(dāng)?shù)诙w子彈射向靶的過程中，子彈與船重復(fù)剛才的運動，直到n顆子彈全部射入靶中，所以在發(fā)射完全部n顆子彈的過程中，小船后退的距離應(yīng)是發(fā)射第一顆子彈的過程中小船后退距離的n倍高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理設(shè)子彈運動方向為正方向，在發(fā)射第一顆子彈的過程中小船后退的距離為s，子彈飛行的距離為L，則由動量守恒定律有：mLM(n1)ms0.解得：每顆子彈射入靶的過程中，小船后退的距離都必須相同，因此n顆子彈全部射入的過程，小船后退的總距離為smLMn1m. nsnmLMn1m. 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理分析糾錯：沒有把所有的速度變換成相對于同一參考系的速度由于船的速度是相對于地面的，而子彈的速度是相對于船的，導(dǎo)致船的位移是相對于地面的，而子彈的位移是相對于船的，所以解答錯誤設(shè)子彈運動方向為正方向，在發(fā)射第一顆子彈的過程中小船后退的距離為s，根據(jù)題意知子彈飛行的距離為(Ls)，則由動量守恒定律有：m(Ls)M(n1)ms0解得：s每顆子彈射入靶的過程中，小船后退的距離都相同，因此n顆子彈全部射入的過程，小船后退的總距離為答案：mLMnm. nsnmLMnm. mLMnm. 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理祝祝您您