第6章 第2讲 动量守恒定律及应用 (课件PPT)-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

该高中物理课件聚焦“动量守恒定律及应用”高考核心模块，依据高考评价体系梳理定律内容、表达式、适用条件及“人船模型”“子弹打木块”等模型问题，通过2024年广西、湖北、河北等真题实例，明确动量守恒判定、多体作用计算等高频考点，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题解析+模型建构+科学推理”的备考策略，如以“人船模型”为例，通过位移比公式推导培养模型建构素养，结合动量守恒六特性（系统性、矢量性等）规范解题步骤。特设针对训练题与易错点分析，助力学生掌握碰撞、反冲等题型技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

动量守恒定律 第六章 第2讲　动量守恒定律及应用 知识整合·基础落实 点拨学法·素养提升 第2讲 目 录 Contents 知识整合·基础落实 矢量和 返回目录 高考总复习·物理 　 m1v1′＋m2v2′ －Δp2 返回目录 高考总复习·物理 　 零 远大于 该方向 返回目录 高考总复习·物理 　 质量 返回目录 高考总复习·物理 　 快 慢 右 质量 返回目录 高考总复习·物理 　 加速 守恒 不守恒 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 远大于 远大于 守恒 返回目录 高考总复习·物理 　 × × √ √ 返回目录 高考总复习·物理 　 CD 返回目录 高考总复习·物理 　 点拨学法·素养提升 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 BC 返回目录 高考总复习·物理 　 B 返回目录 高考总复习·物理 　 C 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 BD 返回目录 高考总复习·物理 　 C 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 AD 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 B 返回目录 高考总复习·物理 　 B 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 返回目录 高考总复习·物理 　 第2讲 返回目录 高考总复习·物理 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 动量守恒定律 1．内容 如果一个系统不受外力，或者所受外力的__________为0，这个系统的总动量保持不变． 2．表达式 (1)p＝p′，系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′. (2)m1v1＋m2v2＝____________________，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和． (3)Δp1＝__________，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向． (4)Δp＝0，系统总动量的增量为零． 3．适用条件 (1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的矢量和为______，则系统动量守恒． (2)近似守恒：系统受到的外力矢量和不为零，但当内力__________外力时，系统的动量可近似看成守恒． (3)某一方向上守恒：系统在某个方向上所受外力矢量和为零时，系统在__________上动量守恒． 动量守恒中的模型问题 1．“人船模型”问题 (1)模型介绍 两个原来静止的物体发生相互作用时，若整体所受外力的矢量和为零，则两物体组成的系统动量守恒．在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于________的反比．这样的问题即为“人船模型”问题． (2)模型特点 ①两物体相互作用过程满足动量守恒定律m1v1－m2v2＝0. ②运动特点：人动船动，人静船静，人快船______，人慢船______，人左船______；人与船的位移比等于它们质量比的倒数；人与船的平均速度(瞬时速度)比等于它们________比的倒数，即＝＝. ③应用＝＝时要注意：v1、v2和x1、x2一般都是相对地面而言的． 2．“子弹打木块”模型 (1)“木块”放置在光滑的水平面上 ①运动性质：“子弹”对地在滑动摩擦力作用下做减速直线运动；“木块”在滑动摩擦力作用下做________直线运动． ②处理方法：通常由于“子弹”和“木块”的相互作用时间极短，内力远大于外力，可认为“子弹”与“木块”组成的系统在这一过程中动量守恒．把“子弹”和“木块”看成一个系统，系统水平方向动量________；机械能__________；对“木块”和“子弹”分别应用动能定理． (2)“木块”固定在水平面上 ①运动性质：“子弹”对地在滑动摩擦力作用下做减速直线运动；“木块”静止不动． ②处理方法：对“子弹”应用动能定理或牛顿第二定律列方程求解． 3．“反冲”和“爆炸”模型 (1)反冲 ①定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体向前运动时，剩余部分必将向后运动，这种现象叫反冲运动． ②特点：系统内各物体间的相互作用的内力__________系统受到的外力．实例：发射炮弹、发射火箭等． ③规律：遵从动量守恒定律． (2)爆炸问题 爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用时间很短，作用力很大，且__________系统所受的外力，所以系统动量________.如爆竹爆炸等． 1．判断下列说法的正误． (1)动量守恒只适用于宏观低速．(　 　) (2)系统动量守恒时，机械能也一定守恒．(　 　) (3)若在光滑水平面上两球相向运动，碰后均变为静止，则两球碰前的动量大小一定相等．(　 　) (4)飞船做圆周运动时，若想变轨，通常需要向前或向后喷出气体，该过程中系统动量守恒．(　 　) 2．(多选)如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱．关于上述过程，下列说法正确的是(　　　) A．男孩和木箱组成的系统动量守恒 B．小车与木箱组成的系统动量守恒 C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同 命题点一　动量守恒的判定(自主学习) 1．动量守恒的两个判断方法 (1)条件辨析法：一个系统动量是否守恒，要看这个系统包含了哪些物体，研究哪个过程，以及在这个过程系统受的合外力是否为零，或是否可以忽略．符合条件，动量守恒，反之动量不守恒． (2)结果判断法：根据动量是否发生变化判断，若动量发生变化，则动量必然不守恒． 特别提醒：虽然判断动量守恒最常用的方法是条件辨析法，但是结果判断法有时更简单． 2．动量守恒和机械能守恒的条件不同，动量守恒时机械能不一定守恒，机械能守恒时动量不一定守恒，二者不可混淆． (2024·广西)(多选)如图，在光滑平台上有两个相同的弹性小球M和N.M水平向右运动，速度大小为v.M与静置于平台边缘的N发生正碰，碰撞过程中总机械能守恒．若不计空气阻力，则碰撞后，N在(　　　) A．竖直墙面上的垂直投影的运动是匀速运动 B．竖直墙面上的垂直投影的运动是匀加速运动 C．水平地面上的垂直投影的运动速度大小等于v D．水平地面上的垂直投影的运动速度大小大于v 如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放．Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是(　 　) A．P对Q做功为零 B．P和Q之间相互作用力做功之和为零 C．P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒 D．P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒 如图所示，装有弹簧发射器的小车放在水平地面上，现将弹簧压缩锁定后放入小球，再解锁将小球由静止斜向上弹射出去，不计空气阻力和一切摩擦．从静止弹射到小球落地前的过程中，下列判断正确的是(　 　) A．小球的机械能守恒，动量守恒 B．小球的机械能守恒，动量不守恒 C．小球、弹簧和小车组成的系统机械能守恒，动量不守恒 D．小球、弹簧和小车组成的系统机械能守恒，动量守恒 命题点二　动量守恒定律的理解和应用(自主学习) 1．动量守恒定律的六个特性 系统性 研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统 条件性 系统动量守恒是有条件的，应用时应首先判断系统动量是否满足守恒条件 相对性 公式中v1、v2、v′1、v′2必须相对于同一个惯性系(一般是相对于地面) 同时性 公式中v1、v2是在相互作用前同一时刻的速度，v′1、v′2是相互作用后同一时刻的速度 矢量性 应先选取正方向，凡是与选取的正方向一致的动量皆为正值，相反为负值 普适性 不仅适用低速宏观系统，也适用于高速微观系统 2．应用动量守恒定律解题的基本步骤 (1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)； (2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)； (3)规定正方向，确定初、末状态动量； (4)由动量守恒定律列出方程； (5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明． (多选)某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型．多个质量均为1 kg的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力．开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.40 m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为0.04 s，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为0.22 m/s.关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的有(　　　) A．该过程动量守恒 B．滑块1受到合外力的冲量大小为0.18 N·s C．滑块2受到合外力的冲量大小为0.40 N·s D．滑块2受到滑块1的平均作用力大小为5.5 N “爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东；则另一块的速度为(　 　) A．3v0－v B．2v0－3v C．3v0－2v D．2v0＋v (2024·河北)如图，三块厚度相同、质量相等的木板A、B、C(上表面均粗糙)并排静止在光滑水平面上，尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端．已知三块木板质量均为 2.0 kg，A木板长度为2.0 m，机器人质量为6.0 kg，重力加速度g取10 m/s2，忽略空气阻力． (1)机器人从A木板左端走到A木板右端时，求A、B木板间的水平距离． (2)机器人走到A木板右端相对木板静止后，以做功最少的方式从A木板右端跳到B木板左端，求起跳过程机器人做的功，及跳离瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值． (3)若机器人以做功最少的方式跳到B木板左端后立刻与B木板相对静止，随即相对B木板连续不停地3次等间距跳到B木板右端，此时B木板恰好追上A木板．求该时刻A、C两木板间距与B木板长度的关系． 解析　(1)机器人在A木板的上表面运动时，机器人和A木板组成的系统动量守恒，设A木板向左的位移为xA，机器人向右的位移为x人，木板的质量为m，机器人的质量为M，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得0＝Mv人－mvA， 在运动过程中的任意一小段时间内，有0＝Mv人·Δt－mvA·Δt，两侧求和得0＝Mx人－mxA，又有x人＋xA＝L， 解得x人＝0.5 m，xA＝1.5 m，则A、B木板间的水平距离为1.5 m. (2)机器人走到A木板右端相对木板静止时速度为零，设机器人离开A木板的速度为v，速度与水平方向的夹角为θ，机器人跳离A木板的瞬间，水平方向动量守恒，有0＝Mvcosθ－mvA′， 机器人离开A木板后做斜抛运动，在空中运动的时间t＝， 水平方向上有xA＝vcosθ·t， 机器人跳离A木板的过程，机器人做的功 W＝mv′＋Mv2， 代入数据整理得机器人做功的表达式为W＝×＝×＝， 当tanθ＝时，机器人做的功最少， 此时tanθ＝2，W＝90 J. (3)由第(2)问可知，机器人以做功最少的方式跳到B木板左端时，机器人离开A木板的速度v＝ m/s，则vcosθ＝ m/s，vA′＝ m/s，A木板以速度vA′＝ m/s向左做匀速直线运动；机器人跳上B木板的过程，机器人与木板B、C组成的系统水平方向动量守恒，则有Mvcosθ＝(2m＋M)vB， 解得vB＝ m/s，此后，C木板以速度vC＝vB＝ m/s向右做匀速直线运动，机器人从离开A木板到落在B木板所用时间t＝＝ s，t时间内，A木板的位移xA′＝vA′t＝4.5 m，此时木板A、B之间的距离xAB＝xA＋xA′＝1.5 m＋4.5 m＝6.0 m，设机器人连续不停地3次等间距跳到B木板右端的过程中，每一次从起跳到落在B木板上的时间为t0，则每次跳到落下，木板A、B之间的距离均减小Δx＝，则有Δx＝vB′t0－vA′t0， 解得起跳后B木板的速度vB′的表达式为vB′＝＋，方向向左；设每次机器人在B木板上起跳的水平速度为vx，则对机器人和B木板组成的系统，水平方向由动量守恒定律有(M＋m)vB＝Mvx－mvB′， 解得vx的表达式为vx＝＋；又由题意可知机器人连续3次起跳后，最终落在B木板的右端，则有lB＝(vB′＋vx)·3t0， 解得t0的表达式为t0＝；所以有xAC＝(vA′＋vC)·3t0＋xAB＋lB解得xAC＝lB 答案　(1)1.5 m　(2)90 J　(3)xAC＝lB 命题点三　动量守恒定律中的模型问题(师生共研) 1．“子弹打木块”模型 (1)木块放在光滑水平面上，子弹水平打进木块，系统所受的合力为零，因此系统动量守恒． (2)两者发生的相对位移为子弹射入木块的深度x相． (3)根据能量守恒定律，系统损失的动能等于系统增加的内能． (4)系统产生的内能Q＝Ffx相，即两物体由于相对运动而摩擦产生的内能等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积． (5)当子弹速度很大时，可能射穿木块，这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等，但穿透过程中系统的动量仍守恒，系统损失的动能为ΔEk＝FfL(L为木块的长度)． 2．反冲运动的三点说明 作用原理 反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果 动量守恒 反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，所以反冲运动遵循动量守恒定律 机械能增加 反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加 3．爆炸现象的三个规律 动量守恒 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 动能增加 在爆炸过程中，有其他形式的能量(如化学能)转化为机械能，所以系统的机械能增加 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，可以认为爆炸后各部分仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动 (2024·湖北)(多选)如图所示，在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块，质量为m的子弹水平射入木块．设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变，其大小f与射入初速度大小v0成正比，即f＝kv0(k为已知常量)．改变子弹的初速度大小v0，若木块获得的速度最大，则(　　　) A．子弹的初速度大小为 B．子弹在木块中运动的时间为 C．木块和子弹损失的总动能为 D．木块在加速过程中运动的距离为 有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量．他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他的自身质量为m，水的阻力不计，则船的质量为(　 　) A． B． C． D． 如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置．现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为(　 　) A．v＝，I＝0 B．v＝，I＝2mv0 C．v＝，I＝ D．v＝，I＝2mv0 如图所示，质量为m的炮弹运动到水平地面O点正上方时速度沿水平方向，离地面高度为h，炮弹动能为E，此时发生爆炸，炮弹炸为质量相等的两部分，两部分的动能之和为2E，速度方向仍沿水平方向，爆炸时间极短，重力加速度为g，不计空气阻力和火药的质量，求炮弹的两部分落地点之间的距离． 答案　4 $$