第七章 动量守恒定律 第2节 动量守恒定律及应用——2027届高三物理一轮复习课件

该高中物理高考复习课件聚焦“动量守恒定律”核心模块，覆盖动量守恒的理解应用、爆炸反冲运动、人船模型三大高考高频考点，依据高考评价体系明确各考点考查要求，通过真题分析归纳系统动量守恒判断、多过程问题等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“真题情境+模型建构+科学推理”的备考策略，如以2025河南、山东真题为例解析动量守恒应用，通过人船模型位移公式培养科学思维，多过程问题递推法提升解题能力。助力学生掌握答题技巧，为教师提供系统复习框架，高效备战高考。

第7章 动量守恒定律 第2节 动量守恒定律及应用 1 考点一 动量守恒定律的理解和应用 考点二 爆炸、反冲运动 考点三 人船模型 2 考点一 动量守恒定律的理解和应用 3 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）或 ______________。系统相互作用前的总动量等于相互作 用后的总动量。 （2） ______，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。 矢量和 4 3.适用条件 （1）理想守恒：不受外力或所受外力的合力为零。 （2）近似守恒：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力。 （3）某一方向守恒：如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在这一方向 上动量守恒。 5 4.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方程，解题时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（一般是相对于地面） 同时性 动量是一个瞬时量，表达式中的、 、…必须是系统中各物体在 相互作用前同一时刻的动量，、 、…必须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 6 【视角1】　系统动量守恒的判断 例1 (多选)如图所示，上表面粗糙的小车C静止在光滑水平面上，其上放有两个质量不同的物块A、B，A、B间有一根被压缩的轻弹簧。弹簧突然释放后，下列说法正确的是( ) AC A.若A、B两物体材料相同，则A、B组成的系统机械能不守恒、动量也不守恒 B.若A、B两物体材料相同，则A、B、C组成的系统机械能不守恒、动量也不守恒 C.若A、B两物体材料不同，则A、B组成的系统动量可能守恒、机械能一定不守恒 D.若A、B两物体材料不同，则A、B、C组成的系统机械能可能守恒、动量可能守恒 7 [解析] 若A、B两物体材料相同，由于质量不同，则A、B两物体受到的摩擦力大小不相等，则A、B组成的系统所受合外力不为0，动量不守恒；由于A、B两物体的动能均增加，所以A、B组成的系统机械能不守恒，故A正确；若A、B两物体材料相同，由于水平面光滑，所以A、B、C组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于A、B、C的动能均增加，所以A、B、C组成的系统机械能不守恒，故B错误；若A、B两物体材料不同，当A、B两物体受到的摩擦力大小相等时，则A、B组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于A、B两物体的动能均增加，所以A、B组成的系统机械能不守恒，故C正确；若A、B两物体材料不同，由于水平面光滑，所以A、B、C组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于A、B两物体的动能均增加，C的动能也可能增加，所以A、B、C组成的系统机械能不守恒，故D错误。 8 【视角2】　动量守恒定律的基本应用 例2 (2025·河南)两小车P、Q的质量分别为mP和mQ，将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验，碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为mN，碰撞时间极短，则( ) D A.mP>mN>mQ B.mN>mP>mQ C.mQ>mP>mN D.mQ>mN>mP 9 [解析] PN碰撞时，根据碰撞前后动量守恒有mPvP+mNvN = mPvP'+mNvN'，即mP = mN，根据图像可知>，故mP<mN；同理，QN碰撞时，根据碰撞前后动量守恒有mQvQ+mNvN = mQvQ'+mNvN'，即mQ = mN，根据图像可知<，故mQ>mN；故mQ>mN>mP，故选D。 10 【视角3】　动量守恒定律的多过程问题 例3 (多选)水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为( ) BC A.48 kg B.53 kg C.58 kg D.63 kg 11 [解析] 设运动员和物块的质量分别为m、m0规定运动员运动的方向为正方向，运动员开始时静止，第一次将物块推出后，运动员和物块的速度大小分别为v1、v0，则根据动量守恒定律0 = mv1m0v0，解得v1 = v0，物块与弹性挡板撞击后，运动方向与运动员同向，当运动员再次推出物块mv1+m0v0 = mv2m0v0，解得v2 = v0，第3次推出后mv2+m0v0 = mv3m0v0，解得v3 = v0，依次类推，第8次推出后，运动员的速度v8 = v0，根据题意可知v8 = v0>5 m/s，解得m<60 kg，第7次运动员的速度一定小于5 m/s，则v7 = v0<5 m/s，解得m>52 kg，综上所述，运动员的质量满足52 kg<m<60 kg，AD错误，BC正确。 12 考点二 爆炸、反冲运动 13 1.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 14 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 15 【视角1】　反冲运动 例1 (2025·山东)轨道舱与返回舱的组合体，绕质量为M的行星做半径为r的圆周运动，轨道舱与返回舱的质量比为5∶1。如图所示，轨道舱在P点沿运动方向向前弹射返回舱，分开瞬间返回舱相对行星的速度大小为2，G为引力常量，此时轨道舱相对行星的速度大小为( ) C A. B. C. D. 16 [解析] 轨道舱与返回舱的质量比为5∶1，设返回舱的质量为m，则轨道舱的质量为5m，总质量为6m；根据题意组合体绕行星做圆周运动，根据万有引力定律有G = 6m，可得做圆周运动的线速度为v = ，弹射返回舱的过程中组合体动量守恒，有6mv = 5mv1+mv2，由题意v2 = 2，代入解得v1 = ，故选C。 17 【视角2】　爆炸问题 例2 如图所示是质量为m的某型号双响爆竹的结构简化图，其内部结构分上、下两层，分别装载火药。某次在一水平地面上燃放测试中，点燃引线，下层火药被瞬间引燃后，爆竹获得了竖直升空的初始速度。当爆竹上升到最大高度h处时，上层火药恰好被引燃，爆竹瞬间分裂成质量之比为1∶2的P、Q两部分。若P、Q均沿水平方向飞出，落地点间的水平距离为L，不计空气阻力及爆竹爆炸前后的质量变化，重力加速度为g。下列说法正确的是( ) 18 A.下层火药被引燃后爆竹获得的动量为m B.爆竹分裂后Q获得的速度大小为 C.P、Q着地前瞬间的速度大小之比2∶1 D.上、下两层火药分别被引燃时，爆竹增加的机械能之比为 √ 19 [解析] 设下层火药被引燃后爆竹的速度大小为v，则v2 = 2gh，下层火药被引燃后爆竹获得的动量为p = mv，解得p = m，故A错误；引燃上层火药后两部分向相反的方向做平抛运动，竖直方向有h = gt2，水平方向有L = v1t+v2t，上层火药燃爆时，水平方向动量守恒，取质量较小部分P获得的速度方向为正方向，则有0 = mv1mv2，解得P、Q各自获得的速度大小分别为v1 = ，v2 = ，故B错误；P、Q着地前瞬间竖直方向的速度大小均为vy = ，P、Q着地前瞬间的速度大小分别为v1' = 20 ，v2' = ，因 = 4，所以v1'∶v2'≠2∶1，故C错误；上层火药燃爆后爆竹获得的机械能为E1 = ×m+×m，下层火药燃爆后爆竹获得的机械能为E2 = mgh，解得，故D正确。 21 考点三 人船模型 22 1.模型图示 23 2.模型特点 ①两物体满足动量守恒定律：<m></m>。 ②两物体的位移大小满足：<m></m>， <m></m>， 得<m></m>，<m></m> 24 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<m></m>。 25 【视角1】　人船模型的分析 例1 有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(重一吨左右)。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( ) B A. B.C. D. 26 [解析] 设船的质量为m船，人走动的时候船的速度为v，人的速度为v'，人从船头走到船尾用时为t，船的位移为d，人的位移为Ld，所以v = ，v' = 。以船后退的方向为正方向，根据动量守恒有m船vmv' = 0，可得m船 ，小船的质量为m船 = ，故B正确。 27 【视角2】　人船模型——竖直方向动量守恒 例2 如图所示，气球下面有一根长绳，一个质量为m1 = 50 kg的人抓在气球下方，气球和长绳的总质量为m2 = 20 kg，长绳的下端刚好和水平面接触，当静止时人离地面的高度为h = 5 m。如果这个人开始沿绳向下滑，当滑到绳下端时，他离地面的高度约为(可以把人看成质点) ( ) B A. B. C. D. [解析] 当人滑到下端时，设人相对地面下滑的位移大小为h1，气球相对地面上升的位移大小为h2，由动量守恒定律，得m1 = m2，且h1+h2 = h，解得h2≈3.6 m，所以他离地面的高度约为3.6 m，故选项B正确。 28 【视角3】　人船模型的综合应用 例3 质量为M的圆弧槽，置于光滑水平面上，半径为R。将一可视为质点的滑块从与圆心等高处无初速度释放，滑块质量为m，且M = 2m，重力加速度为g。以下说法正确的是( ) D A.若圆弧槽光滑，斜面体与滑块组成的系统动量守恒 B.若圆弧槽光滑，滑块运动至水平面时速度大小为 C.若圆弧面粗糙，滑块刚运动至水平面时，滑块的位移大小为 D.若圆弧面粗糙，滑块刚运动至水平面时，圆弧槽的位移大小为 29 [解析] 若圆弧槽光滑，斜面体与滑块组成的系统在水平方向动量守恒，A项错误；若圆弧槽光滑，设滑块运动至水平面时速度大小为v1，圆弧槽速度大小为v2，由机械能守恒有mgR = m+M，由水平方向动量守恒有mv1 = Mv2，M = 2m，联立解得v1 = 2，v2 = ，B项错误；若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，设滑块与圆弧槽相对于地面沿水平方向的位移分别为x1和x2，由水平方向动量守恒，有mx1 = Mx2，x1+x2 = R，解得x1 = R，x2 = ，D项正确，由于滑块还发生了竖直位移R，故滑块的位移大小为R，C项错误。 30 $