第7章 第2讲 动量守恒定律及应用(课件PPT) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

第2讲 第七章　动量守恒定律 动量守恒定律及应用 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 目 标 要 求 1.理解动量守恒定律，知道动量守恒的条件。2.会用动量守恒的观点分析爆炸、反冲及人船模型。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考点1　动量守恒定律的理解 考点2　动量守恒定律的应用 内容 索引 温馨提示:点击标题链接相关内容 考点3　爆炸、反冲运动和人船模型 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 动量守恒定律的理解 赢在微点 物理 大一轮 考点1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 5 必|备|知|识 1.动量守恒定律的内容。 如果一个系统___________，或者所受外力的矢量和______，这个系统的总动量保持不变。 2.守恒条件。 (1)系统不受外力或所受外力的合力为零。 (2)系统内各物体之间的相互作用的内力远大于它所受的外力。 (3)系统在某一方向所受外力的合力为零，则系统在这一方向上动量守恒。 不受外力 为0 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)只要系统所受合外力做功为0，系统动量就守恒( ) (2)系统的动量不变是指系统的动量大小和方向都不变( ) (3)若两物体组成的系统动量守恒，其机械能也一定守恒( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 关|键|能|力 【典例1】　(多选)在光滑水平面上A、B两小车中间有一轻弹簧(弹簧不与小车相连)，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将小车及弹簧看成一个系统，则( ) A.两手同时放开后，系统总动量始终为零 B.先放开左手，再放开右手后，系统动量不守恒 C.先放开左手，在右手未放开前，系统动量守恒 D.无论何时放手，两手放开后，系统总动量都保持不变 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 若两手同时放开A、B两车，系统所受合外力为零，系统动量守 恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，A项正确；无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，系统总动量保持不变，B项错误，D项正确；先放开左手，在右手未放开前，系统所受合外力向左，系统总动量不守恒，C项错 误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例2】　(2025·邯郸联考)如图所示，一辆小车静止在光滑的水平面上，用轻绳将小球悬挂在小车立柱上，将小球缓慢拉至与悬点在同一水平面上的A点，并从静止释放，下列说法正确的是( ) A.小球自A点释放后，小球的机械能守恒 B.小球自A点释放后，小球的动量守恒 C.小球自A点释放后，小球和小车组成的系统动量守恒 D.小球自A点释放后，小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 小球向下摆动的过程中，轻绳拉力对小球做负功，对小车做正功，则小球的机械能不守恒，但小球和小车组成的系统机械能守恒，A项错误；小球自A点释放后，小球在竖直方向有加速度，小车在竖直方向没有加速度，则小球和小车组成的系统在竖直方向的合外力不为0，小球的动量不守恒，小球和小车组成的系统动量不守恒；但小球和小车组成的系统水平方向的合外力为0，所以小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒，B、C两项错误，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 动量守恒定律的应用 赢在微点 物理 大一轮 考点2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 12 必|备|知|识 1.动量守恒的数学表达式。 (1)p=p'(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p')。 (2)Δp=0(系统总动量__________为零)。 (3)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小_______，方向_______)。 变化量 相等 相反 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.动量守恒定律的五个特性。 系统性 研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统 同时性 动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1'、p2'、…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面) 矢量性 动量守恒定律的表达式为矢量方程，解题时应选取统一的正方向 普适性 动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'是矢量式，应用时要规定正方向，且其中的速度必须相对同一参考系( ) (2)两个物体组成的系统满足动量守恒时，两个物体的动量变化量的大小相等，方向相同( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 关|键|能|力 应用动量守恒定律的解题思路。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 动量守恒定律的基本应用 【典例3】　将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在两小车 上，水平面光滑。开始时甲车速度大小为3 m/s，方向向右，乙车速度大小为2 m/s，方向向左，并与甲车速度方向在同一直线上，如图所示，若碰撞后甲、乙两小车都反向运动，速度大小均为1 m/s，其他条件不变。则甲、乙两小车(含磁铁)质量之比为( ) A.2∶3 B.3∶2 C.3∶4 D.5∶3 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 以向右为正方向，碰撞过程中由动量守恒定律得m甲v甲-m乙v乙= -m甲v甲'+m乙v乙'，代入数据解得m甲∶m乙=3∶4，C项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 某一方向的动量守恒问题 【典例4】　(多选)(2025·周口联考)如图所示，装有一定质量沙子的小车静止在光滑的水平面上，将一个铁球从某一位置处以大小为v0（ v0为定值）的初速度水平抛出，小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力，则下列说法正确的是( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 A.小球陷入沙中越深，小车最终的速度越大 B.小球抛出时的高度越高，小车最终的速度越大 C.小球陷入沙中过程，小球和沙、车组成的系统动量不守恒，机械能不守恒 D.若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子，车上沙子越来越少，车子的速度保持不变 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 小球与车、沙组成的系统在水平方向动量守恒，由mv0=(m+M)v可知，小球陷入沙中深浅、抛出时的高低与最终速度v无关，A、B两项错误；小球陷入沙中过程，小球在竖直方向做变速运动，系统在竖直方向合力不为零，因此系统动量不守恒，由于小球与沙的摩擦损失机械能，因此系统机械能不守恒，C项正确；若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子，漏出的沙子做平抛运动，水平方向速度不变，根据水平方向动量守恒可知，车的速度保持不 变，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向3 多物体组成系统的动量守恒问题 【典例5】　甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平冰面上匀速相向行驶，速度大小均为v0=6 m/s，甲车上有质量为m=1 kg的小球若干个，甲和他的小车及小车上小球的总质量为M1=50 kg，乙和他的小车的总质量为M2=30 kg。为避免相撞，甲不断地将小球以相对地面为v=16.5 m/s的水平速度抛向乙，且被乙接住。求： 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)甲第一次抛球时对小球的冲量； 对第一个小球分析，根据动量定理有I=mv-mv0， 解得I=10.5 N·s，方向水平向右。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)为保证两车不相撞，甲总共抛出的小球个数是多少? 以水平向右为正方向，对所有物体组成的系统，根据动量守恒定律有M1v0-M2v0=(M1+M2)v共， 对乙和他的小车及小球组成的系统，根据动量守恒定律有 -M2v0+nmv=(M2+nm)v共， 解得n=15。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 爆炸、反冲运动和人船模型 赢在微点 物理 大一轮 考点3 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 26 必|备|知|识 1.爆炸问题。 (1)爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且_________系统所受的外力，所以系统动量______。 (2)爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动。 远大于 守恒 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.反冲运动。 (1)物体在内力作用下分裂为两个不同部分，并且这两部分向______方向运动的现象。 (2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用___________定律来处理。 相反 动量守恒 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)发射炮弹，炮身后退；园林喷灌装置一边喷水一边旋转均属于反冲现象( ) (2)爆炸过程中机械能增加，反冲过程中机械能减少( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 关|键|能|力 人船模型。 模型 图示   高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 模型 特点 (1)两物体满足动量守恒定律：m人v人-m船v船=0。 (2)两物体的位移满足：m人-m船=0，x人+x船=L，即x人=L，x船=L。 (3)运动特点。 ①人动则船动，人静则船静，人快船快，人慢船慢，人左船右； ②人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即== 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 爆炸问题 【典例6】　春节期间，许多地方燃放了爆竹，爆竹带来浓浓的年 味。一质量为M的爆竹竖直运动到最高点时，爆炸成两部分，爆炸后瞬间两部分的总动能为E，爆炸时间极短可不计，不计爆炸过程中的质量损失，则该爆竹爆炸后瞬间质量为m的部分动能为( ) A. B.E C.E D.E 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 设爆炸后瞬间质量为m的速度大小为v1，另一部分的速度大小为 v2，根据动量守恒定律可得mv1=(M-m)v2，解得v1=，动能为Ek1=m，该爆竹爆炸后瞬间的总动能为E=m+(M- m)，联立解得(M-m)=E，代入E=m+(M-m)，解得Ek1=E，C项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 反冲运动 【典例7】　(2025·咸阳模拟)用火箭发射人造地球卫星，以喷气前的火箭为参考系，在极短时间内喷出燃料气体的质量为m，喷出的气体相对喷气前火箭的速度为u，喷气后火箭的质量为M。下列关于火箭的描述正确的是( ) A.持续喷出气体的过程中，火箭的加速度会减小 B.喷气后，火箭的速度变化量为 C.喷气后，火箭的速度大小一定为 D.为了提高火箭的速度，可以研制新型燃料以增加气体的喷射速度u 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 持续喷出气体的过程中，喷出的气体对火箭的反作用力大小近似不变，火箭质量逐渐减小，根据牛顿第二定律，火箭的加速度会增大，A项错误；喷气前后，由动量守恒定律可得mu+MΔv=0，可知喷气后，火箭的速度变化量为Δv=-，因喷气前火箭的速度未知，则不能确定喷气后火箭的速度，B、C两项错误；为了提高火箭的速度，可以研制新型燃料以增加燃气的喷射速度u，D项正 确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向3 人船模型 【典例8】　如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h，今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是( ) A. B. C. D. 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 物体与斜面体组成的系统在水平方向上动量守恒，设物体在水平方向上对地位移大小为x1，斜面体在水平方向上对地位移大小为x2，因此有0=mx1-Mx2，且x1+x2=，两式联立解得x2=，C项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把握高考微点，实现素能提升 完成——微练24 本部分内容讲解结束 $$