专题11　动量守恒定律-2021-2022学年高一物理下学期期末考点大串讲（人教版2019必修第一册）

2021-2022学年高中物理下学期期末考点大串讲 专题11　动量守恒定律 知识点一：动量守恒定律 1、内容：一个系统不受外力或者所受合外力为零，这个系统的总动量保持不变。 2、表达式： 其中，等式左边是两物体碰前的动量，等式右边是它们碰后的动量； 式中的速度均为瞬时速度，参考系为相对地面静止或做匀速直线运动的物体； 相互作用的物体之间不能作为参考系。 3、适用条件： ①系统不受外力或所受合外力为零。 ②系统所受合外力虽不为零，但远小于系统内力，此时系统动量近似守恒。例：碰撞、爆炸等过程均满足动量守恒定律。 ③系统所受合外力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。 4、适用对象： ①正碰、斜碰。 ②由两个或者多个物体组成的系统。 ③高速运动或低速运动的物体。 ④宏观物体或微观粒子。 5、动量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的定律之一，比牛顿运动定律适用的范围要广得多。 1．质量相等的三个小球、、，在光滑的水平面上以相同的速度运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，如图甲、乙、丙所示，碰撞后继续沿原方向运动，静止，沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是（　　） A．A球 B．B球 C．C球 D．不能确定 【答案】C 【解析】 在三个小球发生碰撞的过程中，系统动量都是守恒的，根据动量守恒关系式 整理可得 取的方向为正方向，可得出C球的动量数值是最大的，故C正确。 故选C。 2．小明在滑板上匀速运动的过程中，突然抓起放在地面上的水杯（　　） A．人、车、水杯这个系统水平方向动量守恒 B．人、车、水杯这个系统机械能守恒 C．水杯动量守恒 D．手对水杯的冲量大于水杯动量的增量 【答案】A 【解析】 人抓起杯子等效于完全非弹性碰撞，动量守恒机械能不守恒，杯子动量增加，并且等于手对杯子的冲量。 故选A。 3．如图所示，光滑水平面上有质量均为m的物块A和B，B上固定一轻质弹簧，B静止，A以速度水平向右运动，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中（　　） A．A、B的动量变化量大小相等 B．A、B的动量变化率大小相同 C．A、B系统的总动能保持不变 D．A、B系统的总动量保持不变 【答案】ABD 【解析】 AD．由题意可知两物体相互作用过程中系统的合外力为零，故系统的总动量守恒，则A、B动量变化量大小相等、方向相反，故A正确，D正确； B．由动量定理得 可以知道动量的变化率等于物体所受的合外力，A、B两物体所受的合外力大小相等、方向相反，则动量的变化率大小相同，故B正确； C．因整个过程中只有弹簧弹力做功，A、B系统的总机械能不变，弹性势能在变化，则总动能在变化，故C错误。 故选ABD。 4．如图所示，在光滑水平面上，一速度大小为v0的A球与静止的B球碰撞后，A球的速率为，B球的速率为，A、B两球的质量之比可能是（　　） A．3︰4 B．4︰3 C．8︰3 D．3︰8 【答案】AD 【解析】 两球碰撞过程动量守恒，以A的初速度方向为正方向，如果碰撞后A球的速度方向不变，有 解得 如果碰撞后A的速度反向，有 解得 故选AD。 知识点二：动量守恒定律的应用 1、完全弹性碰撞：碰撞前后两物体的总动能不变（机械能守恒）。 动量守恒： 机械能守恒： 上述两式联立，解得：， 若，则有， 当时，有，，发生速度传递 当时，有，，碰撞后两物体均向前运动，且 当时，有，，碰撞后两物体均向前运动，且 当时，有，，碰撞后物体反向运动 当时，有，，碰撞后物体以原速率反向运动，物体仍静止 2、非弹性碰撞：两物体在碰撞过程中有一部分动能转化为其他形式的能量。 动量守恒： 机械能不守恒： 转化的内能： 3、完全非弹性碰撞：两物体碰撞后合为一体，以相同的速度运动的非弹性碰撞，是机械能损失最大的非弹性碰撞。 动量守恒： 机械能不守恒： 4、反冲问题：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反方向运动的现象。 特点： ①物体的不同部分在内力（作用力与反作用力）作用下向相反方向运动。 ②反冲运动中，通常内力远大于外力，可以认为遵循系统动量守恒。 ③反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加。 5、子弹打木块问题： 特点： ①遵循动量守恒定律。 ②系统动能减少：摩擦力与相对位移的乘积（Wf）等于系统动能的减少量。 对应训练 5．如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是－2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（　　） A．vA′=－2m/s，vB′=6m/s B．vA′=2m/s，