专题03 动量及其守恒定律（期末复习课件）高二物理上学期鲁科版

期末复习·考点清单 物理必修第三册+选必一 •鲁科版 专题03 动量及其守恒定律 01 02 03 方法模型归纳 巩固提升 知识清单 目 录 04 课堂小结 PART-01 知识清单 动量和动量变化量 一 1.动量 (1)定义：运动物体的______和______的乘积。 (2)公式：p＝______。 (3)单位：____________，符号是______________。 (4)矢量性：方向与______的方向相同，运算遵循________________。 2.动量变化量 (1)定义：物体在某段时间内________与________的矢量差(也是矢量)。 (2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示，Δp＝__________。 质量 速度 mv 千克米每秒 kg·m/s 速度 平行四边形定则 末动量 初动量 p′－p 冲量和动量定理 二 1.冲量 (1)定义：力与力的__________的乘积叫作力的冲量。 (2)表达式：____________。 (3)单位：在国际单位制中，冲量的单位是________，符号是________。 (4)矢量性：冲量是矢量，力的冲量方向跟力的方向相同。 (5)物理意义：反映力的作用对_______的累积效应。 作用时间 I＝FΔt 牛·秒 N·s 时间 冲量和动量定理 二 2.动量定理 (1)表述：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的____________。 (2)表达式：FΔt＝__________，或I＝__________。 (3)适用条件：动量定理不仅适用于恒力，也适用于______。 (4)说明：对于变力的冲量，动量定理中的F应理解为变力在作用时间t内的平均值。 动量变化量 p′－p p′－p 变力 动量守恒定律 三 1.内容：如果一个系统__________，或者所受外力的矢量和为____，这个系统的总动量__________。 2.表达式：对两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝__________或m1v1＋m2v2＝________________。 3.适用条件：系统__________或者所受外力矢量和______。 4.普适性：动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的______领域。 不受外力 0 保持不变 p1′＋p2′ m1v1′＋m2v2′ 不受外力 为零 一切 PART-02 方法模型归纳 动量、动量变化量和冲量 一 动量、动量变化量和冲量 一 1.冲量 (1)定义：力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。 (2)表达式：I＝FΔt。 (3)单位：冲量的单位是牛秒，符号是 N·s。 (4)方向：冲量是矢量，恒力冲量的方向与力的方向相同。 2.冲量的计算 (1)恒力的冲量：直接用定义式I＝Ft计算。 动量、动量变化量和冲量 一 1．如图所示，质量为的滑块沿倾角为的固定斜面向上滑动，经过时间，滑块的速度变为零且立即开始下滑，又经过时间回到斜面底端。滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为，重力加速度为。在整个运动过程中，下列说法正确的是（　　）（沿斜面向上的方向为正方向） A．重力对滑块的总冲量为 B．合外力的冲量为0 C．摩擦力的总冲量为 D．支持力对滑块的总冲量为 动量、动量变化量和冲量 一 C 动量定理 二 1.动量定理 (1)内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。 (2)表达式：FΔt＝Δp＝p′－p。 (3)矢量性：动量变化量的方向与合外力的冲量的方向相同，可以在某一方向上用动量定理。 动量定理 二 动量定理 二 3.应用动量定理解释的两类物理现象 (1)当物体的动量变化量一定时,力的作用时间Δt越短,力F就越大,力的作用时间Δt越长,力F就越小,如玻璃杯掉在水泥地上易碎,而掉在沙地上不易碎。 (2)当作用力F一定时,力作用时间Δt越长,动量变化量Δp越大,力的作用时间Δt越短,动量变化量Δp越小。 动量定理 二 4.应用I=Δp求变力的冲量 如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I=Ft求冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化Δp,等效代换得出变力的冲量I。 5.应用Δp=FΔt求动量的变化。 2．高空坠物危害极大，如图为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小刚同学用下面的实例来检验广告的科学性：设一个50g的鸡蛋从80米的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为，不计空气阻力，g取，规定竖直向下为正方向。则下列说法正确的是（　　） A．鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为10W B．该鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N C．与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为2kg·m/s D．鸡蛋下落过程（从开始下落到与地面刚好接触的过程） 重力的冲量为0.2N·s 动量定理 二 B 用动量定理处理流体类柱状模型 三 3．“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图，一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为ρ，游客在这种姿势下的受风面积（游客在垂直于风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零，重力加速度为g，不考虑气体重力，下列说法正确的是（　　） A．风速不变，游客在受风面积变化时仍能静止 B．气流速度大小为 C．若风速变为原来的，则游客向下加速，加速度大小为 D．若风速变为原来的2倍，则游客向上加速，加速度大小为3g 用动量定理处理流体类柱状模型 三 D 动量守恒的条件及应用 四 1.内容：如果系统不受外力，或者所受外力的合力为零，这个系统的总动量保持不变。 2.表达形式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。 3.常见的几种守恒形式及成立条件： ①理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零。 ②近似守恒：系统所受外力虽不为零，但内力远大于外力。 ③分动量守恒：系统所受外力虽不为零，但在某方向上合力为零，系统在该方向上动量守恒。 4．如图所示。上表面粗糙的长木板P放在光滑水平面上，长木板中央放置两质量大小关系未知的物块M和N，两物块与板向的动摩擦因数均相同。M和N之间有一压缩的轻弹簧（弹簧与两物块均不拴接），开始时板和两物块均静止。现同时释放M、N，弹簧将两物块弹开，两物块在长木板上滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．M、N组成的系统总动量一定守恒 B．M、N组成的系统总动量一定不守恒 C．若长木板向左运动，则物块M的质量一定小于物块N的质量 D．若长木板向左运动，则M、N组成的系统总动量方向一定向右 动量守恒的条件及应用 四 D 碰撞问题 五 碰撞问题 五 碰撞问题 五 碰撞问题 五 碰撞问题 五 5．如图所示，、、、、5个小球并排放置在光滑的水平面上，与它们共线的A球以速度向球运动，其中A、两球质量为，、、、四个小球质量为，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后（　　）   A．共有个小球运动，方向均向右 B．共有个小球运动，方向既有向左又有向右 C．共有个小球运动，方向均向右 D．共有个小球运动，方向既有向左又有向右 碰撞问题 五 B 6．如图所示，质量为1.5kg的四分之一圆弧槽静止在光滑的水平面上，圆弧槽的弧面光滑，底部与水平轨道相切，一个质量为0.5kg的小球以4m/s的初速度滑上圆弧槽，小球沿圆弧槽上升至h高处后（未冲出圆弧槽），再沿圆弧槽下滑脱离圆弧槽（），则（     ）   A．小球沿圆弧槽上升至h高处时，圆弧槽的速度大小为2m/s B．小球沿圆弧槽上升至h高处时的高度为0.6m C．圆弧槽所能获得的最大速度为1m/s D．小球下滑脱离圆弧槽时的速度大小为2m/s，方向与原来速度方向相同 碰撞问题 五 B 人船模型、爆炸和反冲问题 六 1. 适用条件 ①系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零； ②动量守恒或某方向动量守恒． 2. 常用结论 （一）人船模型 人船模型、爆炸和反冲问题 六 1． 对反冲现象的三点说明 (1)系统内的不同部分在强大内力作用下向相反方向运动，通常用动量守恒来处理。 (2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总机械能增加。 (3)反冲运动中平均动量守恒。 （二）反冲和爆炸问题 人船模型、爆炸和反冲问题 六 2． 爆炸现象的三个规律 (1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒。 (2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆炸前后系统的总动能增加。 (3)位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动。 （二）反冲和爆炸问题 7．如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆形槽的半径为R，将物体A（可视为质点）从圆槽右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则（　　） A．A、B组成系统动量守恒 B．B向右运动的最大位移大小为 C．A运动到圆槽的最低点时A的速率为 D．A运动到圆槽的最低点时B的速率为 人船模型、爆炸和反冲问题 六 B 8．乌贼在水中运动方式是十分奇特的，它不用鳍也不用手足，而是靠自身的漏斗喷射海水推动身体运动，在无脊椎动物中游泳最快，速度可达15m/s。逃命时更可以达到40m/s，被称为“水中火箭”。如图所示，一只悬浮在水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为4kg，遇到危险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而迅速逃窜，喷射出的水的质量为0.8kg，则喷射出水的速度为（　　） A．210m/s B．160m/s C．75m/s D．60m/s 人船模型、爆炸和反冲问题 六 B 弹簧模型 七 弹簧模型 七 弹簧模型 七 9．如图甲所示，一质量为的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上。物块B以某一速度向A运动，时刻物块B与弹簧接触，时刻与弹簧分离。物块A、B运动的图像如图乙所示。已知从到时间内，物块A运动的距离为，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A．物块B的质量为 B．分离后物块A的速度大小为 C．碰撞过程中弹簧的最大弹性势能为 D．弹簧压缩量的最大值为 弹簧模型 七 D 板块模型 八 10．如图，质量为m=1kg的滑块（可视为质点），以初速度v0=6m/s滑上静置于光滑水平面上质量为M=2kg的长木板，已知滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2，且滑块恰好不离开长木板，重力加速度为g=10m/s2，关于滑块的运动下列说法正确的是（　　） A．因存在摩擦力作用，滑块与长木板组成的系统动量不守恒 B．滑块和长木板共同速度大小为3m/s C．长木板的长度为6m D．滑块与长木板相对运动的时间为1.5s 板块模型 八 C PART-03 巩固提升 1．如图甲，一质量为的物块静止在光滑的水平面上，从时刻开始受到一水平外力的作用，随时间变化的图线如图乙所示。取时刻力的方向为正方向，重力加速度大小取。下列说法正确的是（　　） A．前时间内，力对物体做的功为 B．时，物块的速度大小为 C．前时间内，力的冲量为 D．时，物体的动量为 巩固提升 01 A 2．如图所示，圆盘在水平面内做周期为T的匀速转动，圆盘上距轴一定距离的P点有一质量为m的小物块随圆盘一起转动。已知小物块的线速度为。下列对物块在内的说法正确的是（　　） A．物块支持力的冲量大小为0 B．物块重力的冲量大小为 C．物块摩擦力的冲量大小为0 D．物块合力的冲量大小为 巩固提升 02 B 3．如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，5节质量均为m的车厢编组运行，只有1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向左运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为，1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S。不计其他阻力，忽略其它车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，2号车厢对3号车厢的作用力大小为（　　） A． B． C． D． 巩固提升 03 C 4．如图所示，光滑水平面上有一质量为2M、半径为R（R足够大）的圆弧曲面体C，质量为M的小球B置于其底端，另一个小球A质量为，小球A以v0=6m/s的速度向B运动，并与B发生弹性碰撞，不计一切摩擦，小球均视为质点，则（　　） A．A、B发生弹性碰撞后A的速度大小为2m/s B．B运动到最高点时的速率为m/s C．C的最大速率为m/s D．B能与A再次发生碰撞 巩固提升 04 A 5．如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为和的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（　　） A．从开始计时到这段时间内，物块A、B在时刻相距最远 B．物块A、B在与两个时刻各自的加速度相同 C．到这段时间弹簧处于伸长状态 D． 巩固提升 05 C PART-04 课堂小结 课堂小结 $$