2024版新教材高考物理全程一轮总复习第七章碰撞与动量守恒第2讲动量守恒定律及其应用课件

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课 程 标 准1.通过实验和理论推导，理解动量守恒定律，能用其解释生活中的有关现象．知道动量守恒定律的普适性．2.探究并了解物体弹性碰撞和非弹性碰撞的特点．定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象．3.体会用动量守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一． 
素 养 目 标物理观念：能正确区分内力与外力．科学思维：理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件．会用动量守恒定律解决碰撞、爆炸等问题．
一、动量守恒定律1．内容　　外力和内力是相对的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)p＝p′或m1v1＋m2v2＝____________．系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量．动量变化量是末态动量减初态动量．(2)Δp1＝________，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向．
m1v′1＋m2v′2
二、弹性碰撞和非弹性碰撞理想物理模型1．碰撞　碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力________的现象．2．特点　 　 外力的冲量可以忽略不计在碰撞现象中，一般都满足内力________外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒．
三、反冲　爆炸1．反冲现象(1)定义：静止或运动的物体通过分离出部分物质，而使自身在________获得加速的现象．(2)特点：在反冲运动中，如果没有外力作用或外力远小于物体间的相互作用力，系统的________是守恒的．2．爆炸现象　 系统机械能可以增大．爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且________系统所受的外力，所以系统动量________，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动．
走进生活在花样滑冰双人滑比赛中，男女选手的质量分别为m1＝60 kg和m2＝40 kg，男选手的速度为1 m/s，方向向西，女选手的速度为4 m/s, 方向向东，滑行中两位选手相遇并携手共同滑行，冰面摩擦忽略不计．请完成以下判断题：
(1)两位选手在携手过程中，所受合外力为零．(　　)(2)两位选手组成的系统动量守恒．(　　)(3)两位选手一起滑行的速度大小为1 m/s，方向向东．(　　)(4)两位选手在携手过程中机械能守恒．(　　)(5)两位选手在携手过程中机械能损失300 J．(　　)(6)两位选手的携手过程属于完全非弹性碰撞．(　　)
考点一　动量守恒定律的理解与应用1．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．
2．应用动量守恒定律解题的基本步骤
考向1　系统动量守恒的判断例1 [2021·全国乙卷]如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦．用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动．在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统(　　)A．动量守恒，机械能守恒B．动量守恒，机械能不守恒C．动量不守恒，机械能守恒D．动量不守恒，机械能不守恒
解析：撤去推力后，小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零，满足系统动量守恒的条件，故系统动量守恒；由于撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动，存在摩擦力做功的情况，故系统机械能不守恒，所以选项B正确．
考向2　动量守恒定律的应用例2 [2022·北京卷]质量为m1和m2的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示．下列说法正确的是(　　)A．碰撞前m2的速率大于m1的速率B．碰撞后m2的速率大于m1的速率C．碰撞后m2的动量大于m1的动量D．碰撞后m2的动能小于m1的动能
例3 [2023·福建永安一中联考]某冰壶比赛大本营由4个同心圆组成，其中3个同心圆半径分别为R1、R2、R3，如图所示，冰壶队在某次训练中，蓝壶静止在大本营Q处，材质相同，质量相等的红壶与蓝壶发生正碰，碰撞时间极短，碰后两壶在摩擦力作用下最终分别停在M点和N点，下列说法正确的是(　　)A．碰后两壶所受摩擦力的冲量相等B．红壶碰前速度大小为碰后速度大小的4倍C．碰后，蓝壶速度大小为红壶速度大小的2倍D．碰撞过程两壶组成的系统机械能守恒
考点二　碰撞问题分析1．碰撞的基本规律
例5 [2023·江苏高级中学调研]在研究原子物理时，科学家们经常借用宏观的力学模型模拟原子间的相互作用，如图所示，在水平面上固定着一个半径为R的内壁光滑的圆管轨道(R远大于圆管内径)，A、B、C、D四个点将圆轨道等分为四等份，在轨道的A点静止放着一个甲球，某一时刻另一个乙球从D点以某一速度沿顺时针方向运动，与甲球发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，小球(可视为质点)直径略小于圆管内径，已知m甲＝7m乙，则下列说法错误的是(　　)A．第一次碰撞后瞬间乙球被反向弹回B．第一次碰撞后到第二次碰撞前，乙球对圆管的弹力方向始终斜向上C．第一次碰撞后到第二次碰撞前，甲、乙两球对轨道的弹力大小之比为7:9D．第二次碰撞发生在B点
例6 [2022·广东卷]某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型．竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态．当滑块从A处以初速度v0为10 m/s向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f为1 N．滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动．已知滑块的质量m＝0.2 kg，滑杆的质量M＝0.6 kg，A、B间的距离l＝1.2 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力．求：(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小N1和N2；(2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v；(3)滑杆向上运动的最大高度h.
针 对 训 练2.水平地面上有甲、乙两个小滑块在同一直线上运动，两小滑块碰撞前后的速度—时间图像如图所示，小滑块甲的碰前速度为正向，小滑块乙的碰前速度为负向(其中一个小滑块碰后速度变为0)．下列说法正确的是(　　)A．碰后乙的速度变为零B．t＝2.5 s时，两小滑块之间的距离为7.5 mC．两小滑块之间的碰撞为非弹性碰撞D．碰撞前，两个小滑块组成的系统动量守恒
考点三　爆炸、反冲运动1．爆炸现象的三个规律
2.对反冲运动的三点说明(1)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(2)动量守恒反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，反冲运动遵循动量守恒定律(3)机械能增加反冲运动中，物体间的作用力做正功，其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加
针 对 训 练4.(多选)如图所示，可视为质点且质量均为1 kg的甲、乙两物体紧靠着放在水平地面上，物体甲与左侧地面间的动摩擦因数为0.3，物体乙右侧地面光滑．两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，分离瞬间物体乙的速度大小为3 m/s，重力加速度g取10 m/s2，则(　　)A．炸药爆炸后，两物体分离瞬间物体甲的速度大小为3 m/sB．甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量为18 JC．从分离到甲物体停止运动，经过的时间为4 sD．甲、乙两物体分离2 s时，两物体之间的距离为7.5 m
素养提升 “人船”模型模型条件及特点
典例　[2023·重庆巴蜀中学月考]如图所示，有一质量为M＝6kg、边长为0.2 m的正方体木块，静止于光滑水平面上，木块内部有一从顶面贯通至底面的通道，一个质量为m＝2 kg的小球(可视为质点)由静止开始从通道的左端运动到右端，在该过程中木块的位移大小为(　　)A．0.05 m　B．0.10 m　C．0.15 m　D．0.5 m
解析：小球由静止开始从如图所示轨道的一端运动到另一端过程中，水平方向平均动量守恒，则有mv1·t＝Mv2·t即mx1＝Mx2根据题意有x＋x2＝a解得x2＝0.05 m，故B、C、D错误，A正确；故选A.
[教你解决问题]　模型建构