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高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第7章 第2讲 动量守恒定律及应用
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这是一份高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第7章 第2讲 动量守恒定律及应用,共14页。试卷主要包含了理解系统动量守恒的条件,0 m/s,v乙=1,1 m/s B.2,0 kg的静止物块以大小为5等内容,欢迎下载使用。
第2讲 动量守恒定律及应用
目标要求 1.理解系统动量守恒的条件.2.会应用动量守恒定律解决基本问题.3.会分析、解决动量守恒定律的临界问题.
考点一 动量守恒定律的理解和基本应用
基础回扣
1.内容
如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变.
2.表达式
(1)p=p′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′.系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量.
(2)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的变化量等大反向.
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.
技巧点拨
应用动量守恒定律解题的步骤
(1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程).
(2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒).
(3)规定正方向,确定初、末状态动量.
(4)由动量守恒定律列出方程.
(5)代入数据,求出结果,必要时讨论说明.
动量守恒条件的理解
例1 (多选)如图1所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在B木块的右端,对此过程,下列叙述正确的是( )
图1
A.当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒
B.当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒
C.无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C三木块组成的系统动量都守恒
D.当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量不守恒
答案 BC
解析 当C在A上滑行时,对A、C组成的系统,B对A的作用力为外力,不等于0,故系统动量不守恒,A项错误;当C在B上滑行时,A、B已分离,对B、C组成的系统,沿水平方向不受外力作用,故系统动量守恒,B项正确;若将A、B、C三木块视为一个系统,则沿水平方向无外力作用,系统动量守恒,C项正确,D项错误.
动量守恒定律的基本应用
例2 (2020·全国卷Ⅲ·15)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图2中实线所示.已知甲的质量为1 kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为( )
图2
A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J
答案 A
解析 根据题图图像,碰撞前甲、乙的速度分别为v甲=5.0 m/s,v乙=1.0 m/s,碰撞后甲、乙的速度分别为v甲′=-1.0 m/s,v乙′=2.0 m/s,碰撞过程由动量守恒定律得m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′,解得m乙=6 kg,碰撞过程损失的机械能ΔE=m甲v甲2+
m乙v乙2-m甲v甲′2-m乙v乙′2,解得ΔE=3 J,故选A.
1.(某一方向上动量守恒)如图3所示,将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧紧靠在墙壁上.现让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则下列结论中正
确的是( )
图3
A.小球在半圆槽内运动的全过程中,只有重力对它做功
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守恒
C.小球自半圆槽B点向C点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D.小球离开C点以后,将做竖直上抛运动
答案 C
解析 小球下滑到半圆槽的最低点B之后,半圆槽离开墙壁,除了重力外,槽对小球的弹力对小球做功,选项A错误;小球下滑到半圆槽的最低点B之前,小球与半圆槽组成的系统水平方向上受到墙壁的弹力作用,系统所受的外力不为零,系统水平方向上动量不守恒,半圆槽离开墙壁后,小球与半圆槽在水平方向动量守恒,选项B错误,C正确;半圆槽离开墙壁后小球对槽的压力对槽做功,小球与半圆槽具有向右的水平速度,所以小球离开右侧槽口以后,将做斜上抛运动,选项D错误.
2.(动量守恒定律的基本应用)(多选)如图4所示,一质量M=3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A,同时给A和B以大小均为4.0 m/s,方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,A始终没有滑离B板,在小木块A做加速运动的时间内,木板速度大小可能是( )
图4
A.2.1 m/s B.2.4 m/s
C.2.8 m/s D.3.0 m/s
答案 AB
解析 以A、B组成的系统为研究对象,系统动量守恒,取水平向右为正方向,从A开始运动到A的速度为零过程中,由动量守恒定律得(M-m)v=MvB1,代入数据解得vB1≈2.67 m/s.当从开始到A、B速度相同的过程中,由动量守恒定律得(M-m)v=(M+m)vB2,代入数据解得vB2=2 m/s,则在木块A做加速运动的时间内,B的速度大小范围为2 m/s5 m/s,则M
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