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新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题2功和能动量第8讲动量定理动量守恒定律课件
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这是一份新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题2功和能动量第8讲动量定理动量守恒定律课件，共39页。PPT课件主要包含了核心知识·固双基，命题热点·巧突破，核心知识•固双基，2碰撞三原则，完全非弹性碰撞，命题热点•巧突破，审题指导，BCD等内容，欢迎下载使用。
第8讲 动量定理、动量守恒定律
必备知识”解读1.冲量和动量定理
2.动量守恒的三种表达形式(1)三种表达形式
“关键能力”构建1.弹性碰撞
〔真题研究1〕(2022·山东，2,3分)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭．如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中( )
题型1 动量、冲量与动量定理
A．火箭的加速度为零时，动能最大B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
【解析】选火箭为研究对象，其先向上做加速运动，后向上做减速运动，至火箭速度为零。开始火箭受推力、重力及空气阻力，当合力为零时，加速度为零，速度最大，动能最大，选项A正确；火箭向上运动过程中，重力势能也增加，选项B错误；根据动量定理，推力、重力和空气阻力的合力的冲量等于火箭动量的增加量，选项C错误；根据动能定理，推力、重力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量，选项D错误。
〔对点训练〕1. (2023·四川绵阳三诊)如图所示，是某汽车公司设计的能垂直起飞的飞行汽车，该车通过固定在车上的两个单旋翼的高速转动对空气施加向下的力，利用空气的反作用力使汽车上升。已知该汽车空车质量560 kg，单旋翼的半径2 m。某次试飞时，试飞员的质量60 kg，试飞员让汽车起飞后悬停在空中。已知空气的密度1.20 kg/m3，重力加速度取10 m/s2。则此时旋翼使其下方空气获得的速度约为( )A．7 m/s B．10 m/s C．14 m/s D．20 m/s
【解析】汽车与试飞员的重力G＝(m1＋m2)g＝6 200 N，试飞员让汽车起飞后悬停在空中，受到空气的作用力F＝G＝6 200 N，t＝1 s，根据动量定理Ft＝mv－0＝2ρVv＝2ρSv·v＝2ρ·πr2·v·v，代入数据得v≈14 m/s，故选C。
2. (多选)(2023·山东滨州二模)如图1所示，一物体在一水平拉力F作用下，沿水平地面做直线运动，运动过程中拉力大小随时间的变化图像如图2。物体加速度a随时间变化的图像如图3。重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是( )A．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.15B．物体与水平地面间的最大静摩擦力为3.75 NC．在0～4 s时间内，合外力做的功为45 JD．在0～4 s时间内，拉力F的冲量为15 N·s
〔真题研究2〕(多选)(2020·全国Ⅱ卷)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( )A．48 kg B．53 kg C．58 kg D．63 kg
题型2 动量守恒定律的应用
〔对点训练〕3. (2023·山东新高考联考)在空间技术发展过程中，喷气背包曾经作为宇航员舱外活动的主要动力装置，它能让宇航员保持较高的机动性。如图所示，宇航员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保持相对静止，启动喷气背包，压缩气体通过横截面积为S的喷口以速度v1持续喷出，宇航员到达舱门时的速度为v2。若宇航员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷出气体后宇航员和装备质量的变化，忽略宇航员的速度对喷气速度的影响以及喷气过程中压缩气体密度的变化，则喷出压缩气体的密度为( )
〔真题研究3〕(2022·河北卷，13)如图所示，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为1 kg和2 kg，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为1 kg，A和C以相同速度v0＝10 m/s向右运动，B和D以相同速度kv0向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新物块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为μ＝0.1。重力加速度大小g取10 m/s2。
题型3 碰撞中的动量和能量综合问题
(1)若0
〔对点训练〕1. (多选)(2023·河北唐山三模)在生产生活中，经常采用轨道约束的方式改变物体的运动方向。如图所示，光滑水平地面上停放着一辆小车，小车上固定着两端开口的光滑细管，细管由水平、弯曲和竖直三部分组成，各部分之间平滑连接，竖直管的上端到小车上表面的高度为h。一小球以初速度v0水平向右射入细管，小球的质量与小车的质量(包含细管)相等，小球可视为质点，忽略一切阻力作用。下列说法正确的是( )
【解析】小球在细管中运动时，小球和小车(包含细管)组成的系统在水平方向受到合外力为零，在弯曲处，小球和小车组成的系统，在竖直方向合外力不为零，则小球和小车(包含细管)组成的系统水平方向动量守恒，小球在细管中运动时，小球和小车(包含细管)组成的系统动量不守恒，故A错误；由于小球和小车(包含细管)组成的系统水平方向动量守恒，小球在细管的竖直部分运动时，水平方向的速度相同，则小球在细管的竖直部分运动时只受重力作用，故B正确；由于水平方向动量守恒，在最高点，由动量守恒定律和能量定律有mv0＝2mv，
2. (2023·河南统考二模)如图所示，四分之一光滑圆弧槽固定在光滑的水平地面上，质量为M的小球B静止在槽的左侧，现有一质量为m的小球A以速度v0向右运动并与小球B发生弹性碰撞，之后小球A不再向右运动且两小球能发生第二次碰撞。
第8讲 动量定理、动量守恒定律
必备知识”解读1.冲量和动量定理
2.动量守恒的三种表达形式(1)三种表达形式
“关键能力”构建1.弹性碰撞
〔真题研究1〕(2022·山东，2,3分)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭．如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中( )
题型1 动量、冲量与动量定理
A．火箭的加速度为零时，动能最大B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
【解析】选火箭为研究对象，其先向上做加速运动，后向上做减速运动，至火箭速度为零。开始火箭受推力、重力及空气阻力，当合力为零时，加速度为零，速度最大，动能最大，选项A正确；火箭向上运动过程中，重力势能也增加，选项B错误；根据动量定理，推力、重力和空气阻力的合力的冲量等于火箭动量的增加量，选项C错误；根据动能定理，推力、重力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量，选项D错误。
〔对点训练〕1. (2023·四川绵阳三诊)如图所示，是某汽车公司设计的能垂直起飞的飞行汽车，该车通过固定在车上的两个单旋翼的高速转动对空气施加向下的力，利用空气的反作用力使汽车上升。已知该汽车空车质量560 kg，单旋翼的半径2 m。某次试飞时，试飞员的质量60 kg，试飞员让汽车起飞后悬停在空中。已知空气的密度1.20 kg/m3，重力加速度取10 m/s2。则此时旋翼使其下方空气获得的速度约为( )A．7 m/s B．10 m/s C．14 m/s D．20 m/s
【解析】汽车与试飞员的重力G＝(m1＋m2)g＝6 200 N，试飞员让汽车起飞后悬停在空中，受到空气的作用力F＝G＝6 200 N，t＝1 s，根据动量定理Ft＝mv－0＝2ρVv＝2ρSv·v＝2ρ·πr2·v·v，代入数据得v≈14 m/s，故选C。
2. (多选)(2023·山东滨州二模)如图1所示，一物体在一水平拉力F作用下，沿水平地面做直线运动，运动过程中拉力大小随时间的变化图像如图2。物体加速度a随时间变化的图像如图3。重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是( )A．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.15B．物体与水平地面间的最大静摩擦力为3.75 NC．在0～4 s时间内，合外力做的功为45 JD．在0～4 s时间内，拉力F的冲量为15 N·s
〔真题研究2〕(多选)(2020·全国Ⅱ卷)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( )A．48 kg B．53 kg C．58 kg D．63 kg
题型2 动量守恒定律的应用
〔对点训练〕3. (2023·山东新高考联考)在空间技术发展过程中，喷气背包曾经作为宇航员舱外活动的主要动力装置，它能让宇航员保持较高的机动性。如图所示，宇航员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保持相对静止，启动喷气背包，压缩气体通过横截面积为S的喷口以速度v1持续喷出，宇航员到达舱门时的速度为v2。若宇航员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷出气体后宇航员和装备质量的变化，忽略宇航员的速度对喷气速度的影响以及喷气过程中压缩气体密度的变化，则喷出压缩气体的密度为( )
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题型3 碰撞中的动量和能量综合问题
(1)若0
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【解析】小球在细管中运动时，小球和小车(包含细管)组成的系统在水平方向受到合外力为零，在弯曲处，小球和小车组成的系统，在竖直方向合外力不为零，则小球和小车(包含细管)组成的系统水平方向动量守恒，小球在细管中运动时，小球和小车(包含细管)组成的系统动量不守恒，故A错误；由于小球和小车(包含细管)组成的系统水平方向动量守恒，小球在细管的竖直部分运动时，水平方向的速度相同，则小球在细管的竖直部分运动时只受重力作用，故B正确；由于水平方向动量守恒，在最高点，由动量守恒定律和能量定律有mv0＝2mv，
2. (2023·河南统考二模)如图所示，四分之一光滑圆弧槽固定在光滑的水平地面上，质量为M的小球B静止在槽的左侧，现有一质量为m的小球A以速度v0向右运动并与小球B发生弹性碰撞，之后小球A不再向右运动且两小球能发生第二次碰撞。
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