2027届高三物理一轮复习专题讲义:动量及动量定理
2026-09-11
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摘要:
该高中物理一轮复习讲义聚焦动量及动量定理专题,覆盖冲量、动量、动量定理、流体问题、动量守恒定律等高考核心考点,按基础概念到应用问题的逻辑架构展开,通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节,帮助学生构建知识网络,突破解题难点。
资料突出科学思维与模型建构,如流体问题采用微元法截取Δt内流体分析,动量守恒强调条件判断与矢量性,设置分层例题(如缓冲现象、反弹类流体),培养学生物理观念与解题能力,为教师把控复习节奏提供有力支撑。
内容正文:
一轮复习专题——动量及动量定理(讲义)
目 录
目标1——动量和动量定理 1
例1 【冲量】冲量的简单计算 2
例2 【冲量与动量】F-t图像的应用 2
例3 【动量定理】用动量定理解释缓冲现象 3
目标2——动量定理求解流体问题 一、模型特点 3
例4 【动量定理】动量定理求解流体 5
例5 【动量定理】动量定理解反弹类流体 5
目标3——动量守恒定律 6
例6 【动量守恒】动量守恒定律基本内容 6
例7 【动量守恒】判断系统动量是否守恒 7
例8 【动量守恒】动量守恒定律的初步应用 7
目标1——动量和动量定理
一、冲量
公式:I=Ft
冲量I的方向与力的方向相同。注意:有冲量不一定有功但有功一定有冲量
矢量性:如果力的方向恒定,则冲量的方向与力的方向相同;如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同
冲量是矢量:方向由力的方向决定,若为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的方向相同 冲量是过程量,反映了力对时间的积累效应
二、动量
公式:p=mv。
矢量性:方向与物体速度的方向相同,合成时遵循平行四边形定则。
动量的理解:(1)瞬时性:物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,动量的大小可用p=mv表示。(2)矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。(3)相对性:因物体的速度与参考系的选取有关,故物体的动量也与参考系的选取有关。
三、动量与动能
动量
动能
区别
定义式
p=mv
Ek=mv2
决定因素
动量由物体的质量和速度共同决定,与速度方向有关
动能由物体的质量和速率共同决定,与速度方向无关
标、矢性
矢量
标量
联系
动量和动能都是状态量,存在的关系:Ek=
4、 动量定理
1.内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.这个关系叫做动量定理.
2.表达式:I=Δp 或 Ft=mv′-mv.
例1 【冲量】冲量的简单计算
1. (多选)(2023·四川泸州·一模)如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为圆周的最低点。每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零),关于它们下滑的过程,下列说法正确的是( )
A.重力对它们的冲量相同 B.弹力对它们的冲量相同
C.合外力对它们的冲量相同 D.它们的动能增量不同
例2 【冲量与动量】F-t图像的应用
2.
(2026·福建莆田·二模)质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,则物块( )
A.时加速度为 B.时速度为
C.内位移为 D.时动量为
例3 【动量定理】用动量定理解释缓冲现象
3. (22-23高三下·福建漳州·阶段检测)福建省福安市白云山有很多冰臼群,冰臼是指第四纪冰川后期,冰川融水携带冰碎屑、岩屑物质,沿冰川裂隙自上向下以滴水穿石的方式,对下覆基岩进行强烈冲击和研磨,形成看似我国古代用于舂米的石臼。现一滴质量为m的水从距离冰臼底h高处自由下落,假设滴在岩石上后速度变为零,空气阻力不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.该水滴对岩石的冲击力大小为mg B.该水滴对岩石的冲量大小为
C.该水滴对岩石做的功为2mgh D.该水滴下落时间为
目标2——动量定理求解流体问题
一、模型特点
研究对象:水流、沙粒、空气、高压气体等连续流体。
特点:不是固定物体,不断有物质和挡板 / 墙壁发生相互作用;不能直接选一个固定物体,要用微元法截取一小段流体作为研究对象,结合动量定理求解作用力。
核心思路:截取Δt时间内与障碍物发生作用的那部分流体,当作质点处理,对这部分微元流体列动量定理。
注意:动量定理求出的是障碍物对流体的力;题目问流体对障碍物的力,需要牛顿第三定律互换。
2、 解题步骤
1.选取微元研究对象
取很短时间Δt内,撞击到挡板上的流体为研究对象。
2. 计算微元质量Δm
Δm=ρSΔl=ρSvΔt(已知横截面积S、流体速率v)
3.规定正方向
一般取流体入射速度方向为正方向。
4.分析碰撞前后速度(关键,分三类情景)
情景 1:撞击后速度变为 0(水粘在墙壁、沙子落到传送带上)
情景 2:撞击后原速率反弹(弹性碰撞,如水垂直撞击光滑挡板原速弹回)
情景 3:撞击后速度改变大小和方向(斜射)
只看垂直挡板方向的速度分量;平行挡板方向不受力,动量不变,不用考虑。
5.列动量定理方程
合外力的冲量等于微元流体动量变化:
F:挡板对流体的平均作用力;重力:流体撞击时间很短,重力冲量一般忽略不计。
6.消去Δt,求出挡板对流体的力F
7.牛顿第三定律:流体对挡板作用力 F ′ =−F,大小相等,方向相反。
三、三类经典垂直撞击模型
设流体密度ρ,横截面积S,入射速率v。Δm=ρSvΔt,取入射方向为正。
模型 1:撞击后速度变为 0(吸附、不反弹)
初速度v,末速度0
FΔt=0−Δmv=−ρSvΔt⋅v
F=−ρSv2
负号:挡板对流体的力与入射方向相反;
流体对挡板作用力大小:F ′ =ρSv 2
模型 2:垂直撞击,原速率反弹(速度反向,大小不变)
初速度v,末速度−v
FΔt=Δm(−v)−Δmv=−2ρSv 2 Δt
挡板对流体:F=−2ρSv 2
流体对挡板作用力大小:F ′ =2ρSv 2
模型 3:已知体积流量Q,Q=Sv
代入上面式子:不反弹:F ′ =ρQv;原速反弹:F ′ =2ρQv
例4 【动量定理】动量定理求解流体
4.
(多选)(2024·福建宁德·三模)生活中常用高压水枪清洗汽车,高压水枪喷口直径为D,喷出水流的流速为v,水柱垂直射向汽车表面后速度变为零,水的密度为,下列说法正确的是( )
A.高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
B.水柱对汽车的平均冲力为
C.若高压水枪喷口的直径减小为原来的一半,则水柱对汽车的平均冲力变为原来的倍
D.若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍,则水柱对汽车的平均冲力变为原来的2倍
例5 【动量定理】动量定理解反弹类流体
5.
(2025·福建·一模)老式水龙头水流快,水量大,容易四处飞溅,可加装起泡器,让流出的水和空气充分混合后减缓流速,既避免水流飞溅,又减少用水量。某水龙头打开后,水流以大小为的速度垂直冲击水槽表面,约有四处飞溅,溅起时垂直水槽表面的速度大小约为,其余的水流减速为0。加装起泡器后,单位时间内流出的水量和水流冲击水槽表面的速度均变为原来的,且飞溅现象可忽略,则加装起泡器后水流对水槽的冲击力约为原来的( )
A. B. C. D.
目标3——动量守恒定律
1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
2.表达式:对两个物体组成的系统,常写成: p1+p2=p1′+p2′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
系统动量守恒定律的三性:
①矢量性:公式中和都是矢量。
②同时性:动量中的速度必须是相互作用前同一时刻的瞬时速度,末态动量中的速度都必须是同一时刻的瞬时速度。
③相对性:应注意各物体的速度必须是相对同一惯性参考系的速度,一般以地面为参考系。
3.动量守恒定律的条件
动量守恒定律是有条件的,应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件。
1 系统不受外力作用,这是一种理想化的情形,如宇宙中两星球的碰撞,微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。
2 系统虽然受到了外力的作用,但所受外力的和——即合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形,两物体所受的重力和支持力的合力为零。
3 系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒。抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间,弹片所受火药的内力远大于其重力,重力完全可以忽略不计,动量近似守恒。
4 系统所受的合外力不为零,即F外≠0,但在某一方向上合外力为零(Fx=0或Fy=0),则系统在该方向上动量守恒。
5 系统受外力,但在某一方向上内力远大于外力,也可认为在这一方向上系统的动量守恒。
例6 【动量守恒】动量守恒定律基本内容
6. (多选)(23-24高三上·福建莆田·期中)质量皆为m的甲、乙两人分别站在质量为M的小船的船头和船尾,随船以速度v0在水面上向左运动(不计阻力)。两人同时以对地的速率ν水平跳出,其中甲沿船前进的方向跳出,乙沿相反方向跳出,则( )
A.乙对船做的功较多
B.船对乙的冲量较大
C.船速不变
D.船速增大
例7 【动量守恒】判断系统动量是否守恒
7.
(25-26高三上·湖南衡阳·期中)如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口的正上方从静止开始落下,与圆弧槽相切自点进入槽内,则以下结论中正确的是( )
A.小球在半圆槽内运动的全过程中,只有重力和弹力对它做功,所以小球机械能守恒
B.小球在半圆槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量不守恒
C.小球自半圆槽的最低点向点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量不守恒
D.小球离开点以后,将做竖直上抛运动
例8 【动量守恒】动量守恒定律的初步应用
8. (多选)(20-21高三下·广东佛山·阶段检测)如图所示,在光滑水平面上有一辆平板车,一人手握大锤站在车上。开始时人、锤和车均静止,此时大锤在头顶的正上方。人用力使锤落下敲打车的左端,然后锤反弹回到头顶正上方再落下,如此周而复始,使大锤连续地敲打车的左端,最后,人和锤都恢复至初始状态并停止敲打。在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.在大锤连续的敲打下,车左右往复运动
B.在任一时刻,人、锤和车组成的系统动量守恒
C.锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中,车的动量方向先向右再向左,大小先增大后减小
D.锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中,车具有水平向右的动量,车的动量减小至零
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一轮复习专题——动量及动量定理(讲义)
目 录
目标1——动量和动量定理 1
例1 【冲量】冲量的简单计算 2
例2 【冲量与动量】F-t图像的应用 3
例3 【动量定理】用动量定理解释缓冲现象 4
目标2——动量定理求解流体问题 一、模型特点 5
例4 【动量定理】动量定理求解流体 6
例5 【动量定理】动量定理解反弹类流体 7
目标3——动量守恒定律 8
例6 【动量守恒】动量守恒定律基本内容 8
例7 【动量守恒】判断系统动量是否守恒 9
例8 【动量守恒】动量守恒定律的初步应用 10
目标1——动量和动量定理
一、冲量
公式:I=Ft
冲量I的方向与力的方向相同。注意:有冲量不一定有功但有功一定有冲量
矢量性:如果力的方向恒定,则冲量的方向与力的方向相同;如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同
冲量是矢量:方向由力的方向决定,若为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的方向相同 冲量是过程量,反映了力对时间的积累效应
二、动量
公式:p=mv。
矢量性:方向与物体速度的方向相同,合成时遵循平行四边形定则。
动量的理解:(1)瞬时性:物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,动量的大小可用p=mv表示。(2)矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同。(3)相对性:因物体的速度与参考系的选取有关,故物体的动量也与参考系的选取有关。
三、动量与动能
动量
动能
区别
定义式
p=mv
Ek=mv2
决定因素
动量由物体的质量和速度共同决定,与速度方向有关
动能由物体的质量和速率共同决定,与速度方向无关
标、矢性
矢量
标量
联系
动量和动能都是状态量,存在的关系:Ek=
4、 动量定理
1.内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.这个关系叫做动量定理.
2.表达式:I=Δp 或 Ft=mv′-mv.
例1 【冲量】冲量的简单计算
1. (多选)(2023·四川泸州·一模)如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为圆周的最低点。每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零),关于它们下滑的过程,下列说法正确的是( )
A.重力对它们的冲量相同 B.弹力对它们的冲量相同
C.合外力对它们的冲量相同 D.它们的动能增量不同
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】动能、求恒力的冲量
【详解】A.设圆的半径为,小滑环从其中一光滑细杆滑下,光滑细杆与竖直方向的夹角为,则有,,解得,可知小滑环下滑所用时间只与圆的半径有关,则三个滑环分别从a、b、c处释放,它们下滑的过程所用时间相等,根据,可知重力对它们的冲量相同,故A正确;
B.由于三种情形下弹力的大小和方向均不同,则弹力对它们的冲量不相同,故B错误;
C.合外力对小圆环的冲量为,由于角度不同,可知合外力对它们的冲量不相同,故C错误;
D.小滑环下滑到最低点时的速度大小为,由于角度不同,可知三个滑环的末速度大小不相等,末动能不相等,则动能的增量不同,故D正确。故选AD。
例2 【冲量与动量】F-t图像的应用
2.
(2026·福建莆田·二模)质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,则物块( )
A.时加速度为 B.时速度为
C.内位移为 D.时动量为
【答案】D
【难度】0.61
【知识点】牛顿第二定律的初步应用、已知受力求运动、利用F-t图像求冲量
【详解】A.0~2s内的表达式为(单位:N),时,,根据牛顿第二定律,故A错误;
B.对0~2s用动量定理,的冲量是图面积,即,解得,故B错误;
C.2s后(方向与运动方向相反),物体运动方向仍为正方向,摩擦力也与运动方向相反,合力,加速度,物体从减速到0需要的时间,即时物体已经静止,3.25s后位移为0。 位移等于的匀减速位移,故C错误;
D.从2s到3s经过,速度,动量,故D正确。故选D 。
例3 【动量定理】用动量定理解释缓冲现象
3. (22-23高三下·福建漳州·阶段检测)福建省福安市白云山有很多冰臼群,冰臼是指第四纪冰川后期,冰川融水携带冰碎屑、岩屑物质,沿冰川裂隙自上向下以滴水穿石的方式,对下覆基岩进行强烈冲击和研磨,形成看似我国古代用于舂米的石臼。现一滴质量为m的水从距离冰臼底h高处自由下落,假设滴在岩石上后速度变为零,空气阻力不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.该水滴对岩石的冲击力大小为mg B.该水滴对岩石的冲量大小为
C.该水滴对岩石做的功为2mgh D.该水滴下落时间为
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】用动量定理解释缓冲现象
【详解】A.当水滴落到岩石上时做减速运动,则岩石对水滴的作用力大于mg,根据牛顿第三定律可得水滴对岩石的冲击力大于mg,故A错误;
D.根据自由落体运动规律有,所以,故D错误;
B.水滴落在岩石上后速度变为零,则,,所以,故B正确;
C.根据动能定理有,所以岩石对水滴做的功为-mgh,水滴对岩石做的功为mgh,故C错误。故选B。
目标2——动量定理求解流体问题
一、模型特点
研究对象:水流、沙粒、空气、高压气体等连续流体。
特点:不是固定物体,不断有物质和挡板 / 墙壁发生相互作用;不能直接选一个固定物体,要用微元法截取一小段流体作为研究对象,结合动量定理求解作用力。
核心思路:截取Δt时间内与障碍物发生作用的那部分流体,当作质点处理,对这部分微元流体列动量定理。
注意:动量定理求出的是障碍物对流体的力;题目问流体对障碍物的力,需要牛顿第三定律互换。
2、 解题步骤
1.选取微元研究对象
取很短时间Δt内,撞击到挡板上的流体为研究对象。
2. 计算微元质量Δm
Δm=ρSΔl=ρSvΔt(已知横截面积S、流体速率v)
3.规定正方向
一般取流体入射速度方向为正方向。
4.分析碰撞前后速度(关键,分三类情景)
情景 1:撞击后速度变为 0(水粘在墙壁、沙子落到传送带上)
情景 2:撞击后原速率反弹(弹性碰撞,如水垂直撞击光滑挡板原速弹回)
情景 3:撞击后速度改变大小和方向(斜射)
只看垂直挡板方向的速度分量;平行挡板方向不受力,动量不变,不用考虑。
5.列动量定理方程
合外力的冲量等于微元流体动量变化:
F:挡板对流体的平均作用力;重力:流体撞击时间很短,重力冲量一般忽略不计。
6.消去Δt,求出挡板对流体的力F
7.牛顿第三定律:流体对挡板作用力 F ′ =−F,大小相等,方向相反。
三、三类经典垂直撞击模型
设流体密度ρ,横截面积S,入射速率v。Δm=ρSvΔt,取入射方向为正。
模型 1:撞击后速度变为 0(吸附、不反弹)
初速度v,末速度0
FΔt=0−Δmv=−ρSvΔt⋅v
F=−ρSv2
负号:挡板对流体的力与入射方向相反;
流体对挡板作用力大小:F ′ =ρSv 2
模型 2:垂直撞击,原速率反弹(速度反向,大小不变)
初速度v,末速度−v
FΔt=Δm(−v)−Δmv=−2ρSv 2 Δt
挡板对流体:F=−2ρSv 2
流体对挡板作用力大小:F ′ =2ρSv 2
模型 3:已知体积流量Q,Q=Sv
代入上面式子:不反弹:F ′ =ρQv;原速反弹:F ′ =2ρQv
例4 【动量定理】动量定理求解流体
4.
(多选)(2024·福建宁德·三模)生活中常用高压水枪清洗汽车,高压水枪喷口直径为D,喷出水流的流速为v,水柱垂直射向汽车表面后速度变为零,水的密度为,下列说法正确的是( )
A.高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
B.水柱对汽车的平均冲力为
C.若高压水枪喷口的直径减小为原来的一半,则水柱对汽车的平均冲力变为原来的倍
D.若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍,则水柱对汽车的平均冲力变为原来的2倍
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】用动量定理解决流体问题
【详解】A.高压水枪单位时间喷出水的质量,故A正确;
B.设水柱对汽车的平均冲力为,垂直汽车表面方向,由动量定理得,时间内水柱的质量为,解得水柱对汽车的平均冲力为
,故B错误;
C.若高压水枪喷口的直径减小为原来的一半,根据得水柱对汽车的平均冲力变为原来的倍,故C正确;
D.根据,若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍,则水柱对汽车的平均冲力为原来的4倍,故D错误。故选AC。
例5 【动量定理】动量定理解反弹类流体
5.
(2025·福建·一模)老式水龙头水流快,水量大,容易四处飞溅,可加装起泡器,让流出的水和空气充分混合后减缓流速,既避免水流飞溅,又减少用水量。某水龙头打开后,水流以大小为的速度垂直冲击水槽表面,约有四处飞溅,溅起时垂直水槽表面的速度大小约为,其余的水流减速为0。加装起泡器后,单位时间内流出的水量和水流冲击水槽表面的速度均变为原来的,且飞溅现象可忽略,则加装起泡器后水流对水槽的冲击力约为原来的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】用动量定理解决流体问题
【详解】取水流的速度方向为正方向,设原来水流对水槽表面的平均冲击力大小为,假设在一段很短的时间内,喷到水槽表面上水的质量为,则对质量为的水,根据动量定理有,加装起泡器后,根据动量定理有,联立求得,故选D。
目标3——动量守恒定律
1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
2.表达式:对两个物体组成的系统,常写成: p1+p2=p1′+p2′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
系统动量守恒定律的三性:
①矢量性:公式中和都是矢量。
②同时性:动量中的速度必须是相互作用前同一时刻的瞬时速度,末态动量中的速度都必须是同一时刻的瞬时速度。
③相对性:应注意各物体的速度必须是相对同一惯性参考系的速度,一般以地面为参考系。
3.动量守恒定律的条件
动量守恒定律是有条件的,应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件。
1 系统不受外力作用,这是一种理想化的情形,如宇宙中两星球的碰撞,微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。
2 系统虽然受到了外力的作用,但所受外力的和——即合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形,两物体所受的重力和支持力的合力为零。
3 系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒。抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间,弹片所受火药的内力远大于其重力,重力完全可以忽略不计,动量近似守恒。
4 系统所受的合外力不为零,即F外≠0,但在某一方向上合外力为零(Fx=0或Fy=0),则系统在该方向上动量守恒。
5 系统受外力,但在某一方向上内力远大于外力,也可认为在这一方向上系统的动量守恒。
例6 【动量守恒】动量守恒定律基本内容
6. (多选)(23-24高三上·福建莆田·期中)质量皆为m的甲、乙两人分别站在质量为M的小船的船头和船尾,随船以速度v0在水面上向左运动(不计阻力)。两人同时以对地的速率ν水平跳出,其中甲沿船前进的方向跳出,乙沿相反方向跳出,则( )
A.乙对船做的功较多
B.船对乙的冲量较大
C.船速不变
D.船速增大
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】应用动能定理求变力做功、动量定理的内容、动量守恒定律的内容、应用范围和推导
【详解】B.根据动量定理可知,船对甲的冲量为,船对乙的冲量为,可知船对乙的冲量较大,故B正确;
ACD.根据水平方向动量守恒可知,可知,则船速增大,根据动能定理可知乙对船的作用力做功较多,故C错误,AD正确;故选ABD。
例7 【动量守恒】判断系统动量是否守恒
7.
(25-26高三上·湖南衡阳·期中)如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口的正上方从静止开始落下,与圆弧槽相切自点进入槽内,则以下结论中正确的是( )
A.小球在半圆槽内运动的全过程中,只有重力和弹力对它做功,所以小球机械能守恒
B.小球在半圆槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量不守恒
C.小球自半圆槽的最低点向点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量不守恒
D.小球离开点以后,将做竖直上抛运动
【答案】B
【难度】0.4
【知识点】判断系统机械能是否守恒、判断系统动量是否守恒、滑块斜(曲)面模型
【详解】A.小球在半圆槽内由向运动过程中,由于槽的左侧有一固定的物块,半圆槽不会向左运动,只有重力对小球做功,小球的机械能守恒;小球由向运动过程中,半圆槽向右运动,重力和弹力对小球做功,小球的机械能不守恒,故A错误;
B.小球在半圆槽内由向运动过程中,半圆槽的左侧固定物块对槽有作用力,小球和半圆槽在水平方向受合外力不等于零,小球与半圆槽组成系统在水平方向动量不守恒,故B正确;
C.小球自半圆槽的最低点向运动的过程中,半圆槽向右运动,小球和半圆槽在水平方向不受外力,小球和半圆槽在水平方向动量守恒,故C错误;
D.小球自半圆槽的最低点向运动的过程中,小球和半圆槽在水平方向动量守恒,则半圆槽速度不为0,小球离开点以后,将做斜抛运动,故D错误。故选B。
例8 【动量守恒】动量守恒定律的初步应用
8. (多选)(20-21高三下·广东佛山·阶段检测)如图所示,在光滑水平面上有一辆平板车,一人手握大锤站在车上。开始时人、锤和车均静止,此时大锤在头顶的正上方。人用力使锤落下敲打车的左端,然后锤反弹回到头顶正上方再落下,如此周而复始,使大锤连续地敲打车的左端,最后,人和锤都恢复至初始状态并停止敲打。在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.在大锤连续的敲打下,车左右往复运动
B.在任一时刻,人、锤和车组成的系统动量守恒
C.锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中,车的动量方向先向右再向左,大小先增大后减小
D.锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中,车具有水平向右的动量,车的动量减小至零
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】动量守恒定律的初步应用
【详解】A.由水平方向动量守恒可知在大锤连续的敲打的过程中,车会往复运动,A正确;
B.人、锤和车组成的系统,只在水平方向上所受的外力之和为零,水平方向上动量守恒,B错误;
C.锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中,锤的动量方向先向左再向右,则车的动量先向右再向左,C正确;
D.锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中,车具有水平向左的动量,车的动量减小至零,D错误。故选AC。
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