第1章 专题课：动量守恒定律的应用(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册配套课件（人教版）

专题课：动量守恒定律的应用 1 学习任务一 多物体、多过程中动量守恒的判断 学习任务二 多物体、多过程中动量守恒定律的应用 学习任务三 动量守恒定律应用的临界问题 随堂巩固 ◆ ◆ 新课探究 课后习题 2 学习任务一 多物体、多过程中动量守恒的判断 ［科学思维］ 多物体、多过程中动量守恒的判断注意以下两点： (1)分析题意，明确研究对象 对于多个物体、比较复杂的物理过程，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相 互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的. (2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析 弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物 体作用的外力.在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量 守恒定律. 学习任务一 3 例1 [2026·江苏南通如皋中学高二月考] 如图所示， 、两物体质量之比 ，原来静止在平板 小车上.、 间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当 弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是( ) A.若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同，、 组成的系统动量守恒 B.若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同，、、 组成的系统动量守恒 C.若、所受的摩擦力大小相等，、 组成的系统动量守恒 D.若、所受的摩擦力大小相等，、、 组成的系统动量守恒 √ 学习任务一 4 [解析] 由于、都受到小车的摩擦力，当、都受到静摩擦力时，、 所受 摩擦力大小相等，此情况下合外力为0，、组成的系统的动量守恒；当、 都受到滑动摩擦力时，的质量大于 的质量，两个物体与车上表面的动摩擦因 数相等，即物体受到的滑动摩擦力大于 物体受到的滑动摩擦力，此情况下把 、 作为系统时，系统受到摩擦力作用，合外力不为0，此时总动量不守恒， 故A错误.当把、、 作为系统时，由于地面光滑，系统受到的合外力为0，故 系统的总动量守恒，故B正确.若、所受摩擦力大小相等，、 组成的系统所 受合外力等于0，故、 组成的系统动量守恒，故C正 确.若、 所受的摩擦力大小相等，地面光滑，系统所 受合外力等于0，故、、 组成的系统动量守恒，故 D正确. 学习任务一 5 学习任务二 多物体、多过程中动量守恒定律的应用 ［科学思维］ 对于多物体、多过程,应用动量守恒定律解题时应注意: (1)分清作用过程中的不同阶段,并按作用关系将系统内的物体分成几个小系统. (2)对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态,分别列动量守恒方程. (3)在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参 考系. 学习任务二 6 例2 (多选)如图所示，三辆完全相同的平板小车、、 成一直线排列，静止在 光滑水平面上.车上有一小孩跳到车上，接着又立即从车跳到 车上.小孩跳 离车和车时对地的水平速度相同.他跳到车上相对 车保持静止，此后 ( ) A.、两车运动速率相等 B.、 两车运动速率相等 C.三辆车的速率关系为 D.、 两车运动方向相反 √ √ 学习任务二 7 [解析] 设小孩跳离、车时相对地面的水平速度为 ，以水平向右为正方向， 由动量守恒定律可知小孩和车组成的系统有，对小孩和 车有 ，对小孩和车有，所以 ， ，，即三辆车的速率关系为，并且与 方向 相反，故选C、D. 学习任务二 8 变式 如图所示，光滑水平地面上依次放置着10块质量均为 的完全 相同的长直木板.一质量、大小可忽略的小铜块以初速度 从长木板左侧滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为 ， 铜块最终停在第二块木板上.重力加速度取 ，求： (1) 第一块木板的最终速度； [答案] ，方向与铜块初速度方向相同 学习任务二 9 [解析] 铜块和10块木板组成的系统所受合外力为零，所以系统动量守恒，当铜 块刚滑到第二块木板上时，设第一块木板的速度为 ，由动量守恒定律得 解得 ，方向与铜块初速度方向相同 学习任务二 10 (2) 铜块的最终速度.(结果保留两位有效数字) [答案] ，方向与铜块初速度方向相同 [解析] 由题可知铜块最终停在第二块木板上，设最终速度为 ，对铜块与后面 9块木板组成的系统，由动量守恒定律得 解得 ，方向与铜块初速度方向相同 学习任务二 11 【要点总结】 一个系统如果满足动量守恒条件，并且由两个以上的物体构成，那么在对问题 进行分析时，既要注意系统总动量守恒，又要注意系统内部分物体总动量守恒. 注重系统内部分物体动量守恒分析，可以使求解突破关键的未知量，增加方程 个数，为问题的最终解答铺平道路. 学习任务二 12 学习任务三 动量守恒定律应用的临界问题 ［科学思维］ 在动量守恒定律的应用中，常常出现相互作用的两物体相距最近(或最远)、恰 好不相撞、弹簧最长(或最短)或物体开始反向运动等临界状态，其临界条件常 常表现为两物体的相对速度关系或相对位移关系，这些特定关系的判断是求解 这类问题的关键. 学习任务三 13 例3 甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶，速度均为 . 甲的车上有质量为 的小球若干个，甲和他的车及所带小球的总质量为 ，乙和他的车总质量为 .现为避免相撞，甲不断地将小球 以相对地面 的水平速度抛向乙，且被乙接住.假设某一次甲将小球抛出 且被乙接住后刚好可保证两车不相撞，此时： (1) 甲、乙两车的速度大小各为多少？ [答案] 均为 [解析] 当甲和他的车与乙和他的车具有共同速度时，可保证刚好不相撞，设共 同速度为，以甲车的速度方向为正方向，则有 解得 学习任务三 14 (2) 甲总共抛出了多少个小球？ [答案] 15个 [解析] 以甲车的速度方向为正方向，对甲和他的车及所带的小球，由动量守恒 定律得 解得 个 学习任务三 15 例4 [2026·湖北沙市中学高二月考] 如图所示，、 两艘小船静止在水面上， 甲站在岸边，乙站在船上，乙与船的总质量是船质量的6倍.现乙将 船以相 对于地面的速度向左推出，当船到达岸边时，甲立即以的速度将 船推回， 乙接到船后，再次将它以速度向左推出.以此重复，直到乙不能再接到 船， 忽略水的阻力且水面静止，则乙最多可以推船的次数为( ) A.4 B.5 C.6 D.7 √ 学习任务三 16 [解析] 取向右为正方向，乙第一次推出 船时，由动量守恒定律有 ,解得,当船向右返回后，乙第二次将 船推出，由动 量守恒定律有,可得 ,设第 次推出船时，船的速度大小为 ，由动量守恒定律有 ,解得 ,则有 ,乙不能再接到 船则 有，可得，则，即第5次推出 船时，乙就不能再接到 船，则乙最多可以推船的 次数为5，A、C、D错误，B正确. 学习任务三 17 【要点总结】 解决动量临界问题的几个要点 (1)应联想其中一个物体速度很小或速度很大时的状况. (2)通常临界状态发生在二者速度相同的时刻. 学习任务三 18 1.(多物体、多过程中动量守恒定律的应用)如图所示，质量为的平板车 上表 面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静置一质量为的物体 ， 一颗质量为的子弹以的水平初速度射入物体，射穿后速度变为 ，子弹 穿过物体的时间极短.已知、之间的动摩擦因数不为零，平板车 车身足够 长，且与 最终相对静止.求： 随 堂 巩 固 19 (1) 子弹射穿物体的瞬间物体的速度大小 ； [答案] [解析] 子弹穿过物体的过程中，子弹和物体 组成的系统动量守恒，取向右为 正方向，由动量守恒定律得 解得 随 堂 巩 固 20 (2) 平板车和物体的最终速度大小 [答案] [解析] 在子弹穿过物体后，对物体和平板车，以 的速度方向为正方向， 由动量守恒定律得 解得 随 堂 巩 固 21 ［一题多变］若子弹未从物体中射出，则平板车和物体的最终速度 是多 少？ 提示：将子弹、物体和平板车 看作整体，则由动量守恒定律得 ，解得 . 随 堂 巩 固 22 2.(动量守恒定律应用中的临界问题)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人 和货物)分别为、,两船沿同一直线向同一方向运动,速度分别为、 . 为 避免两船相撞,乙船上的人将一质量为 的货物沿水平方 向抛向甲船,甲船上 的人将货物接住,求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力) [答案] 随 堂 巩 固 23 [解析] 设乙船上的人抛出货物的最小速度为,抛出货物后乙船的速度为 ,甲 船上的人接到货物后甲船的速度为 ,以甲、乙两船的运动方向为正方向, 由动 量守恒定律得 避免两船相撞的临界条件为 联立解得 随 堂 巩 固 24 课后习题 25 知识点一 多物体、多过程中动量守恒的判断 1.(多选)如图所示，、 两木块紧靠在一起且静止于光滑水 平面上，木块(可视为质点)以一定的初速度从 的左端开 始向右滑行，最后停在木块 的右端，对此过程，下列叙述 正确的是 ( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 26 A.当在上滑行时，、 组成的系统动量守恒 B.当在上滑行时，、 组成的系统动量守恒 C.无论是在上滑行还是在上滑行，、、 三木块组成的系统动量都守恒 D.当在上滑行时，、、 组成的系统动量守恒 [解析] 当在上滑行时，对、组成的系统，对 的作用力为外力，不等于0， 系统动量不守恒，故A错误；当在上滑行时，、已分离，对、 组成的 系统，合外力为零，系统动量守恒，故B正确；若将、、 三木块视为一个系 统，则所受合外力为零，系统动量守恒，故C、D正确. √ √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 27 2.[2026·重庆江津中学高二月考] 如图所示，、 两木块紧靠在一起且静止于光 滑水平面上，一颗子弹以一定的速度向右从的左端射入，穿过木块 后进 入木块，最后从 的右端射出，在此过程中下列叙述正确的是( ) A.当子弹在木块中运动时，、 组成的系统动量守恒 B.当子弹在木块中运动时，、 组成的系统动量守恒 C.当子弹在木块中运动时，、、 组成的系统动量不守恒 D.当子弹在木块中运动时，、、 组成的系统动量不守恒 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 28 [解析] 当子弹在木块中运动时，对、组成的系统有力的作用，则、 组成的系统动量不守恒，A错误；当子弹在木块中运动时，已经和 脱离， 则、组成的系统受合外力为零，则、组成的系统动量守恒，因此时 的动 量也守恒，则、、组成的系统动量守恒，B正确，D错误；当子弹 在木块 中运动时，、、 组成的系统受合外力为零，则动量守恒，C错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 29 知识点二 多物体、多过程中动量守恒定律的应用 3.质量相等的五个物块在一光滑水平面上排成一条直线，且 彼此隔开一定的距离，具有初速度 的第5号物块向左运动， 依次与其余四个静止物块发生碰撞，如图所示，最后这五个 物块粘成一个整体，则它们最后的速度为( ) A. B. C. D. [解析] 由于五个物块组成的系统水平方向不受外力作用，故系统在水平方向上 动量守恒，由动量守恒定律得，得 ，即它们最后的速度为 ，B正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 30 4.(10分)如图所示，在光滑水平面上有两个并排静止放置的木块、 ，已知 ，.现有质量的小物块 以初速度 在表面沿水平方向向右滑动，由于与、间均有摩擦， 最终停 在上，、最后的共同速度 .求： (1) (5分)木块 的最终速度的大小； [答案] [解析] 取向右为正方向，设木块的最终速度为，由动量守恒定律，对 、 、有 解得 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 31 (2) (5分)小物块滑离木块 的瞬时速度的大小. [答案] [解析] 设滑离时的速度为，当滑离后，由动量守恒定律，对、 有 解得 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 32 知识点三 动量守恒定律应用的临界问题 5.(10分)[2025·河北石家庄二中高二月考] 如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰 车在水平冰面上游戏，甲和他乘的冰车质量之和为 ，乙和他乘的冰车 质量之和也为.游戏时，甲推着一个质量为 的箱子，共同以速度 滑行.乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱 子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力，求 甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出，才能避免与乙相撞. [答案] 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 33 [解析] 取甲开始运动的方向为正方向，设甲推出箱子后的速度为 ，箱子的速 度为，以甲和箱子为系统，则由动量守恒定律得 设乙抓住箱子后其速度为 ，取箱子和乙为系统，则由动量守恒定律得 而甲、乙不相碰的条件是，当 时，甲推箱子的速度最小 联立以上各式可得 即甲至少要以 的速度将箱子推开，才能避免与乙相撞 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34 6.如图所示，两辆质量均为的小车和置于光滑的水平面上，有一质量为 的人静止站在车上，两车静止.若这个人自车跳到车上，接着又跳回 车并 与车相对静止.则此时车和 车的速度之比为( ) A. B. C. D. [解析] 两车以及人组成的系统，动量守恒，规定向右为正方向，有 ，解得 ，故选C. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 35 7.如图所示，在光滑水平面上有、 两辆小车，水平面 的左侧有一竖直墙，在小车 上坐着一个小孩，小孩与 车的总质量是 车质量的10倍.两车开始都处于静止状 A.5次 B.6次 C.7次 D.8次 态，小孩把车以相对于地面的速度推出， 车与墙壁碰后仍以原速率返回， 小孩接到车后，又把它以相对于地面的速度推出.每次推出， 车相对于地面 的速度都是，方向向左.若车返回时小孩不能再接到车,则小孩把 车推出 ( ) √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 36 [解析] 取水平向右为正方向，小孩第一次推出车时，有 ，解 得，第次推出车时，有 ，则 ,所以,当时，再也接不到 车， 由以上各式得，取 ，故B正确，A、C、D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 37 8.(10分)[2026·重庆八中高二月考] 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板 (上表面粗糙)和滑块，滑块置于的左端，三者质量分别为 ， ，.开始时静止，、一起以 的速度匀速向右 运动，与发生碰撞(时间极短)后向右运动，经过一段时间，、 再次达到 共同速度一起向右运动，且恰好不再与碰撞.求与发生碰撞后瞬间 的速度 大小. [答案] 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 38 [解析] 长木板与滑块处于光滑水平轨道上，两者碰撞时间极短，长木板 与 滑块 组成的系统在碰撞过程中动量守恒，取水平向右为正方向 则 长木板和滑块达到共同速度后，恰好不再与滑块 碰撞，即最后三者速度相 等，即 联立解得 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 39 9.(16分)[2025·湖南长郡中学高二月考] 如图 所示，甲车质量为 ，在车上有质量 为 的人，甲车(连同车上的人)从足 够长的斜坡上高 处由静止滑下，到水平地 [答案] 面上后继续向前滑动，此时质量为的乙车正以大小为 的速度迎面 滑来，已知 ，为了使两车不发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从 甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的水平速度 (相对地面)应满足什么条件？ 不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看成质点. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 [解析] 设水平向左为正方向，甲车(包括人) 滑下斜坡后速度大小为 ，由机械 能守恒定律有 解得 人跳离甲车的水平速度(相对地面)为 ，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各 自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后， 两车的速度大小分别为和 ，则人跳离 甲车时，有 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 41 人跳上乙车时，有 解得 ， 两车不发生碰撞的临界条件是 当时，解得 当时，解得 故的取值范围为 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 42 $