第7章 周末双休练七 动量守恒定律(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考物理高三总复习大一轮复习讲义(广东专版)
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教辅
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦动量守恒定律专题,覆盖动量定理应用、碰撞模型分析、多过程动量守恒等核心考点,依据高考评价体系梳理了动量守恒条件、弹性与非弹性碰撞、动量与能量综合等考查维度,通过河南、北京、广东等地模拟题归纳常考题型,体现高考备考的针对性和实用性。
课件亮点在于“真题情境+科学思维+素养提升”的复习策略,如第3题结合v-t图像分析弹性碰撞,运用动量守恒与能量守恒定律推导质量关系,培养模型建构和科学推理素养,第9题通过小球下摆、弹性碰撞、物块与轨道作用的多过程问题,强化动量与能量观念。特设易错点解析和解题模板,帮助学生掌握答题技巧,教师可据此精准指导学情,助力高效备考。
内容正文:
周末双休练七 动量守恒定律
高三一轮复习讲义 广东专版
第七章 动量守恒定律
1.(2026·河南漯河期末)如图甲所示,倾角为θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上,有一质量为m=0.5 kg的小滑块在沿斜面方向的力F作用下,由静止开始运动,拉力F随时间变化的关系图线如图乙所示,取沿斜面向上为正方向。已知斜面足够长,小滑块与斜面间动摩擦因数为μ=0.75,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,小滑块运动的过程中,下列说法正确的是
A.0~2 s内,小滑块受到的合力的冲量为2 N·s
B.2~4 s内,拉力F的冲量为4 N·s
C.0~4 s内,小滑块的动量方向不会改变
D.t=4 s时,小滑块的速度大小为6 m/s
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0~2 s内,小滑块受到的合力的冲量为
I合=F1t1-mgt1sin 37°-μmgt1cos 37°
=4 N·s,A错误;2~4 s内,拉力F的冲
量为I2=F2t'=-4 N·s,B错误;2 s末,
根据I合=mv1,解得v1=8 m/s,再经过t2小滑块的速度减小到0,F2t2-mgt2 sin 37°-μmgt2cos 37°=0-mv1,解得t2=0.5 s,然后小滑块从静止开始向下运动,再经过t3=1.5 s(即t=4 s),根据F2t3-mgt3sin 37°+μmgt3cos 37°=mv2,解得v2=-6 m/s,D正确;0~4 s内,小滑块先沿着斜面向上运动,后沿着斜面向下运动,动量的方向先沿斜面向上,后沿斜面向下,动量的方向改变了,C错误。
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2.乒乓球运动员某次发球的速度为108 km/h,球与球拍接触时间约为2 ms,乒乓球质量约为2.5 g,下列关于发球过程的说法正确的是
A.击球时,球拍对乒乓球的作用力大于乒乓球对球拍的作用力
B.球拍对乒乓球的平均作用力约为135 N
C.球拍对乒乓球做功的平均功率约为563 W
D.球拍对乒乓球的冲量约为0.27 N·s
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根据牛顿第三定律,击球时,球拍对乒乓球的作用力等于乒乓球对球拍的作用力,故A错误;根据动量定理可得Δt=mv-0,可得球拍对乒乓球的平均作用力为==37.5 N,故B错误;发球过程中,球拍对乒乓球的平均功率为=≈563 W,故C正确;根据动量定理可得球拍对乒乓球的冲量为I=mv=0.075 N·s,故D错误。
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3.(2026·北京丰台区模拟)如图甲所示,两个弹性球A和B放在光滑的水平面上处于静止状态,质量分别为m1和m2,其中m1=1 kg。现给A球一个水平向右的瞬时冲量,使A、B球发生弹性碰撞,以此时刻为计时起点,两球的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图示信息可知
A.B球的质量m2=1 kg
B.球A和B在相互挤压过程中产生的最大弹性势
能为4.5 J
C.t3时刻两球的动能之和小于0时刻A球的动能
D.在t2时刻两球动能之比为Ek1∶Ek2=1∶8
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两球碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由题图乙可知,t1时刻两球速度相等为v1=1 m/s,由动量守恒定律得m1v0=v1,解得B球的质量为m2=2 kg,故A错误;当两球速度相等时弹性势能最大,由能量守恒定律得m1=v2+Epm,解得Epm=3 J,故B错误;
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两球发生弹性碰撞,碰撞过程系统机械能
守恒,由此可知,t3时刻两球的动能之和等
于0时刻A球的动能,故C错误;两球发生弹
性碰撞,碰撞过程系统动量守恒、机械能守
恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得m1v0=m1vA+m2vB,由机械能守恒定律得m1=m1+m2,代入数据解得vA=-1 m/s,vB=2 m/s,t2时刻两球动能之比为==,故D正确。
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一物块静止在粗糙水平地面上,0~4 s内所受水平拉力随时间的变化关系图像如图甲所示,0~2 s内速度随时间的变化关系图像如图乙所示。重力加速度g=10 m/s2,关于物块的运动,下列说法正确的是
A.前4 s内拉力的冲量为6 N·s
B.第4 s末物块的速度为0
C.前4 s内物块的位移大小为6 m
D.物块与水平地面间的动摩擦因数为0.4
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前4 s内拉力的冲量为F t图像与横轴所围面积,则有IF=6×1 N·s+2×1 N·s-2×2 N·s=4 N·s,故A错误。由题图乙可知,第2 s内物块匀速运动,则由题图甲可知摩擦力Ff=F=2 N;速度—时间图像的斜率表示加速度,则第1 s内物块的加速度 a1= m/s2=4 m/s2,第1 s内F=6 N,根据牛顿第二定律有F-Ff=ma1,代入数据解得m=1 kg,又Ff=μmg=2 N,解得μ=0.2,故D错误。
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由题图甲可知,第3 s内物块减速运动,F的大小为2 N,方向反向,根据牛顿第二定律有F+Ff=ma2,解得a2=4 m/s2,则减速到零的时间为t0==1 s,可知第3 s末物块速度为0,第4 s内拉力与摩擦力相等,物块静止,故B正确。速度—时间图像与横轴围成的面积表示位移,则前4 s内的位移为x=1×4 m+4×1 m+×1×4 m+0=8 m,故C错误。故选B。
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5.某同学利用身边的常见器材在家完成了有趣的物理实验,如图所示。当手持吹风机垂直向电子秤的托盘吹风时,电子秤示数为36.0 g。假设吹风机出风口为圆形,其半径为5 cm,空气密度为1.29 kg/m3,实验前电子秤已校准,重力加速度g=10 m/s2。则此时吹风机的风速约为
A.6 m/s B.8 m/s C.10 m/s D.12 m/s
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对于Δt时间内吹出的空气,根据动量定理有FΔt=mv=ρvSΔt·v,其中F=mg=0.36 N,S=πr2,代入数据解得v≈6 m/s。故选A。
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6.(2026·广东省模拟)如图甲所示,一轻质弹簧的两端分别与质量是m1、m2的A、B两物块相连,它们静止在光滑水平面上,现使A瞬时获得水平向右的速度v=3 m/s并从此时刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,已知m1=2 kg,下列说法正确的是
A.物块B的质量为3 kg
B.弹簧的最大弹性势能为4.5 J
C.t2时刻A、B的动能之比为Ek1∶Ek2=1∶4
D.从t3到t4时刻弹簧由伸长状态恢复到原长
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由题图乙可知,t1时刻两物块速度相同,均
为v1=1 m/s,根据动量守恒可得m1v=(m1+
m2)v1,解得物块B的质量为m2=4 kg,故A
错误;当两物块速度相同时,弹簧弹性
势能最大,根据能量守恒可得Ep==6 J,故B错误;t2时刻,由题图乙可知A、B速度分别为vA=-1 m/s,vB=2 m/s,A、B的动能之比为Ek1∶Ek2=∶=1∶8,故C错误;由题图乙可知,B的速度在t2时刻最大,可知此时弹簧恢复原长,此后B开始做减速运动,弹簧处于拉伸状态,t3时刻,两物块速度再一次相同,此时弹簧伸长量最大,t4时刻,弹簧刚好再次恢复原长,则从t3到t4时刻弹簧由伸长状态恢复到原长,故D正确。
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7.(2026·甘肃平凉模拟)如图所示,两小球A、B置于光滑的水平面上,小球B静止,小球A以水平向右的速度运动,经过一段时间与小球B发生碰撞,已知A和B的质量之比为2∶1,且两球发生的是对心碰撞。下列说法正确的是
A.碰后球A被反弹
B.若碰后球A、B的动量大小之比为2∶1,碰撞损失的能量为碰前球A动能的
C.若碰后球A、B的动量大小之比为1∶2,则碰后两球共速
D.碰前球A的动能可能为碰后球B动能的4倍
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由题意知,mA>mB,碰后球A不被反弹,A错误;若碰后球A和球B的动量之比为2∶1,可知两小球发生完全非弹性碰撞,设A碰前速度为v0,碰后两球的速度为v,由动量守恒定律有2mv0=(2m+m)v,解得v=v0,碰前球A的动能为EkA=×2m=m,碰后球A、B的动能分别为EkA'=×2mv2=m,EkB=m,该碰撞过程损失的机械能为ΔE损=EkA-EkA'-EkB=m,所以碰撞损失的能量为碰前A球动能的,B正确;
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若碰后两球共速,A和B的质量之比为2∶1,则碰后A、B的动量大小之比为2∶1,故C错误;若碰前球A的动能为碰后球B动能的4倍,由Ek=mv2,则vB∶v0=1∶,由动量守恒定律有2mv0=2mvA+mvB,解得vA=(1-)v0<vB,碰撞过程中损失的机械能为ΔE损'=EkA-×2m-m>0,碰撞过程可能发生,故D正确。
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8.(2026·广东湛江期末)如图甲所示,“充气碰碰球”游戏是一项很减压的趣味运动项目。为了研究其中的碰撞规律,简化为如图乙所示的模型:直径相同的A球和B球碰撞前后都在同一水平直线上运动,碰前A球的动量pA=50 kg·m/s,B球静止,碰后B球的动量变为pB′=40 kg·m/s。则两球质量mA与mB间的关系可能是
A.mB=0.8mA
B.mB=0.5mA
C.mB=4mA
D.mB=mA
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碰撞过程系统动量守恒,以A球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得pA=pA′+pB′,解得pA′=10 kg·m/s,根据碰撞过程总动能不增加,则有,解得mB≥mA,碰后两球同向运动,A的速度不大于B的速度,则有,解得mB≤4mA,综上分析可知mA≤mB≤4mA。故选ACD。
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9.(14分)(2026·广东广州开学考)如图所示,质量m0=5 g的小球用长l=1 m的轻绳悬挂在固定点O,质量m1=10 g的物块静止在质量m2=30 g的光滑圆弧轨道的最低点,圆弧轨道静止在光滑水平面上,悬点O在物块的正上方,将小球拉至轻绳与竖直方向成37°角后,静止释放小球,小球下摆至最低点时与物块发生弹性正碰,碰后物块恰能到达圆弧轨道的最上端。若小球、物块都可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)碰撞前,小球下摆至最低点时,球对轻绳拉
力的大小;
答案:0.07 N
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小球下摆至最低点,由机械能守恒定律有
m0gl(1-cos 37°)=
小球在最低点,由牛顿第二定律有
FT-m0g=m0
解得FT=0.07 N
由牛顿第三定律,球对轻绳的拉力大小为0.07 N。
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(2)碰撞后瞬间物块的速度大小;
答案: m/s
小球与物块碰撞,水平方向动量守恒、机械能守恒,则有m0v0=m0v01+m1v1,
解得v1= m/s。
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(3)圆弧轨道的半径。
答案: m
物块滑到圆弧轨道最高点的过程中,水平方向动量守恒、机械能守恒,则有m1v1=+m1gR
解得R= m。
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谢 谢 观 看
周末双休练七 动量守恒定律
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