第7章 2.第2 节 动量守恒定律（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习学案

该高中物理高考复习课件聚焦动量守恒定律、碰撞问题、爆炸反冲人船模型三大核心考点，依据高考评价体系梳理表达式、适用条件及特性，结合2023新课标、2022湖南等真题分析考点权重，归纳多选、计算等常考题型，体现备考的针对性与实用性。 课件亮点在于“考点精讲+真题变式+模型建构”策略，如典例1通过动量定理分析系统外力，培养科学推理素养，典例2用碰撞三原则判断选项强化科学论证能力。设“易错警示”（如动量矢量性）和“变式训练”，帮助学生掌握解题技巧，教师可据此精准复习，提升备考效率。

第2节 动量守恒定律 返回目录 考点1　动量守恒定律的理解和应用 1.表达式 (1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2':相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量之和等于作用 后的动量之和。 (2)Δp=-Δp':相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。 2.动量守恒定律的适用条件 (1)理想守恒:系统不受外力或所受外力的矢量和为0,则系统动量守恒。 (2)近似守恒:系统受到的外力的矢量和不为0,但当内力远大于外力时,系统的动量可近 似看成守恒。 返回目录 (3)某一方向上守恒:系统在某个方向上所受外力的矢量和为0时,系统在该方向上动量 守恒。 3.动量守恒定律的五个特性 矢量性 动量守恒定律的表达式为矢量式,解题应选取统一的正方向 相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度 同时性 动量是瞬时量,表达式中的p1、p2、…应是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,p1'、p2'、…应是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量 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 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 返回目录 典例1    (多选)(2023新课标,19,6分)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌 面上,甲的N极正对着乙的S极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数 相等。现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻 (         )   A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小比乙的小 C.甲的动量大小与乙的相等 D.甲和乙的动量之和不为零 BD 返回目录 解析　　设磁铁乙对磁铁甲的作用力大小为F1,磁铁甲对磁铁乙的作用力大小为F2,从 释放甲和乙到任一时刻t,根据动量定理有(F1-μm甲g)t=p甲=m甲v甲,(F2-μm乙g)t=p乙=m乙v乙,因 为F1=F2,m甲>m乙,所以p甲<p乙,v甲<v乙,B正确,A、C错误;因μm甲g>μm乙g,甲、乙组成的系统 所受的合力不为0,所以甲和乙组成的系统动量不守恒,即甲和乙的动量之和不为零,D 正确。 返回目录 高考变式1 (动量由不守恒到守恒)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平 桌面上,甲的N极正对着乙的S极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面间的滑动摩擦力 相等。现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻 (         ) A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小大于乙的 C.甲的动量大小与乙的相等 D.甲和乙的动量之和不为0 C 解析　　两磁铁组成的系统所受外力的矢量和为0,系统动量守恒,始终为0,可知甲、乙 动量大小相等、方向相反,B、D错误,C正确。因为甲的质量较大,所以甲的速度较小,A 错误。 返回目录 高考变式2 (由磁场变为电场)(2025届江苏南京一模)如图所示,在光滑绝缘水平面上同时由静 止释放两个带正电的小球A和B,已知A、B两球的质量分别为m1、m2。则某时刻A、B 两球 (         )   A.速度大小之比为m1∶m2 B.加速度大小之比为m1∶m2 C.动量大小之比为m2∶m1 D.动能大小之比为m2∶m1 D 返回目录 解析　　对两球组成的系统,合力为零,系统动量守恒,两球各自动量变化量的大小相 等、方向相反,又因两球初动量均为0,故某时刻两球的动量大小相等,C错误;根据动量 守恒得m1v1=m2v2,解得 = ,A错误;小球的加速度大小之比 = = ,B错误;动能之 比 = = ,D正确。 返回目录 考点2　碰撞问题 一、碰撞现象的特点 在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。 二、碰撞现象的分类 动量是否守恒 机械能是否守恒 形变恢复程度 弹性碰撞 守恒 守恒 完全恢复 非弹性碰撞 守恒 有损失 部分恢复 完全非弹性碰撞 守恒 损失最大 完全不可恢复 返回目录 三、碰撞问题遵守的三条原则 1.动量守恒:p1+p2=p1'+p2'。 2.动能不增加:Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'。 3.速度要符合实际情况 (1)碰前两物体同向运动,若要发生碰撞,则应有v后>v前,碰后原来在前的物体速度一定增 大,若碰后两物体同向运动,则应有v前'≥v后'。 (2)碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向至少有一个改变。 返回目录 四、弹性碰撞实例分析 1.以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2、速度为v2的小球发生弹性碰撞为例,则有 m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'  m1 + m2 = m1v1'2+ m2v2'2  熟记重要公式 2.特例:若v2=0,即“一动一静”的弹性碰撞,碰后二者速度分别为 v1'= v1,v2'= v1 返回目录 (1)若m1=m2,则v1'=0,v2'=v1(速度交换)。 (2)若m1>m2,则v1'>0,v2'>0(碰后两小球沿同一方向运动);当m1≫m2时,v1'≈v1,v2'≈2v1。 (3)若m1<m2,则v1'<0,v2'>0(碰后两小球沿相反方向运动);当m1≪m2时,v1'≈-v1,v2'≈0。 返回目录 典例2    A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA=1 kg,mB=2 kg,vA= 6 m/s,vB=2 m/s,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球的速度可能是 (         ) A.vA'=5 m/s,vB'=2.5 m/s B.vA'=2 m/s,vB'=4 m/s C.vA'=-4 m/s,vB'=7 m/s D.vA'=7 m/s,vB'=1.5 m/s B 解析　　虽然题给四个选项均满足动量守恒定律,但A、D两项中,碰后A的速度vA'大于 B的速度vB',不符合实际【A追B,追上并碰撞以后A的速度不可能与B同向且大 于B】,A、D错误。C项中,两球碰后的总动能Ek后= mAvA'2+ mBvB'2=57 J,两球碰前的总 动能Ek前= mA + mB =22 J,Ek后>Ek前,违背了能量守恒定律,C错误。而B项既符合实际 情况,也不违背能量守恒定律,B正确。 返回目录 典例3    (2022湖南,4,4分)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质 量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核 和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效 应,下列说法正确的是 (        ) A.碰撞后氮核的动量比氢核的小 B.碰撞后氮核的动能比氢核的小 C.v2大于v1 D.v2大于v0 B 返回目录 解析　　设中子质量为m,则氢核质量为m,氮核质量为M=14m。对中子碰撞氢核过程, 有mv0=mv'+mv1, m = mv'2+ m ,联立解得v'=0,v1=v0,则碰后氢核动量p氢=mv0,氢核动 能Ek氢= m ;同理,分析中子碰撞氮核过程,有mv0=mv″+Mv2, m = mv″2+ M ,解 得v″= v0=- v0,v2= v0= v0<v1,可知碰后氮核动量p氮=Mv2= mv0>p氢,碰后氮 核动能Ek氮= M = × m < ,B正确。 返回目录 高考变式　(由中子轰击氢核到核反应堆中子减速)有些核反应堆里要让中子与原 子核碰撞,以便把中子的速度降下来。中子与147N和126C中的哪一个原子核发生弹性碰 撞后的速度更小?为什么? 答案 126C　理由见解析 返回目录 解析 以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生弹性碰撞为例,则有m1v1=m1v1' +m2v2'  m1 = m1v1'2+ m2v2'2 联立解得v1'= v1 由于中子的质量小于原子核的质量,即m1<m2,即碰撞后中子的速度大小v1″= v1=  v1,可知当原子核的质量越小时碰撞后中子的速度大小越小,所以中子与126C 碰撞后的速度更小。 返回目录 考点3　爆炸　反冲　人船模型 一、爆炸问题 概念 一个物体由于内力的巨大作用而分为两个或两个以上物体的过程 特点 动量守恒 由于爆炸是在极短时间内完成的,爆炸物体间的相互作用力远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的动量守恒 动能增加 在爆炸过程中,因为有其他形式的能量转化为动能,所以爆炸后系统的总动能增加 位置不变 爆炸的时间极短,因而在爆炸过程中,物体产生的位移很小,一般忽略不计,即认为位置不变 返回目录 典例4    (2025届河南三门峡一模)某次军事演习中,一竖直抛出的炮弹上升到最高点时 炸裂成甲、乙两块弹片,它们的初速度方向与水平方向的夹角为θ,如图所示,测得这两 块弹片在水平地面上的落地点相距x=120 m,它们从炸裂到落地所经历的时间分别为 t1=6 s、t2=2 s,若甲、乙两块弹片的质量之比为2∶1,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻 力,则下列说法正确的是(         ) A.两弹片分离瞬间的动量相同 B.弹片甲落地点到O点的距离为48 m D C.tan θ=  D.爆炸点距水平地面的高度为84 m 返回目录 解析　 【关键:动量为矢量,只有大小相等、方向相同时,才能说明两动量相同】炮弹 竖直上升到最高点时,炮弹的动量为0;炸裂瞬间,根据动量守恒定律得,甲、乙两弹片分 离时动量大小相等,方向相反,A错误。爆炸前后,根据动量守恒可得m甲v甲=m乙v乙;水平方 向,根据几何关系得x=v甲 cos θ·t1+v乙 cos θ·t2;竖直方向,根据几何关系得h=-v甲 sin θ·t1+ g  、h=v乙 sin θ·t2+ g ,联立解得v甲=20 m/s、h=84 m、sin θ= 、cos θ= ,则tan θ= =  ,C错误,D正确。甲落地时与O点的距离为x甲=v甲 cos θ·t1=72 m,B错误。 返回目录 二、反冲现象 概念 根据动量守恒定律,如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动 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 特点 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 动能增加 反冲运动中,作用力与反作用力均做正功,有其他形式的能转化为动能,所以系统的总动能增加 返回目录 三、人船模型 1.模型图示与模型特点   (1)两者满足动量守恒定律: mv人-Mv船=0。 (2)两者的位移大小满足: m -M =0, 返回目录 x人+x船=L,得x人= L,x船= L。 2.运动特点 (1)人动则船动,人静则船静,人快则船快,人慢则船慢,人左则船右。 (2)人、船位移比等于二者质量的反比;人、船平均速度(或瞬时速度)比等于它们质量 的反比,即 。  = =  返回目录 典例5　将静止的质量为M(含燃料)的导弹点火升空,在极短时间内以相对地面的速度 v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体,忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响,则喷气结 束时导弹获得的速度大小是 (         ) A. v0　    B. v0　    C. v0　    D. v0 D 解析　　由动量守恒定律可知,喷出气体的动量与最终导弹剩余部分获得的动量等大 反向,即mv0=(M-m)v,导弹获得的速度大小v= v0,D正确。 返回目录 拓展设问 若导弹喷气时已经具有速度,喷出的气体相对喷气前导弹的速度是u,在一次喷气后增 加的速度Δv如何表示? 答案  u 解析 以喷气前的导弹为参考系,以导弹速度方向为正方向,喷气前导弹动量是0,喷气后 动量是(M-m)Δv,喷出气体的动量是mu【u为负】。根据动量守恒有(M-m)Δv+mu=0,解得 Δv= u。 点拨提醒 动量守恒列式时必须选取同一参考系。 返回目录 典例6　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(可视为质点),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.  C 返回目录 解析　　小物体与斜面体组成的系统在水平方向上动量守恒,设小物体在水平方向上 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【注意:两物体的位移是相 对同一参考系的位移】,则有0=mx1-Mx2①【类比人船模型】,且x1+x2= ②,联立①② 解得x2= ,C正确。 返回目录 $