2024届高考物理二轮复习第5讲动量定理和动量守恒定律的应用课件

这是一份2024届高考物理二轮复习第5讲动量定理和动量守恒定律的应用课件，共50页。PPT课件主要包含了答案C，答案BD，答案AC，答案AD，答案B等内容，欢迎下载使用。

命题点一　动量定理及应用1．冲量的三种计算方法
2.理解动量定理时应注意的四个问题(3)动量定理是过程定理，解题时必须明确过程及初、末状态的动量．(4)动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，各个矢量必须选取统一的正方向．
例 1 如图所示，学生练习用头颠球．某一次足球从静止开始下落20 cm，被竖直顶起，离开头部后上升的最大高度仍为20 cm.已知足球与头部的作用时间为0.1 s，足球的质量为0.4 kg，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力．下列说法正确的是(　　)A．下落到与头部刚接触时，足球动量大小为 1.6 kg· m/sB．头部对足球的平均作用力为足球重力的4倍C．从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量为2 N·sD．与头部作用过程中，足球动量变化量为0
思维提升应用动量定理解题的一般步骤(1)明确研究对象和研究过程(研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段)．(2)进行受力分析：只分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力，不必分析内力．(3)规定正方向．(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量，根据动量定理列方程求解．
(1)求：第②阶段着陆器下降的高度h2、以及所受总平均阻力f的大小；(2)着陆器在第④阶段为自由落体运动：①求着陆速度v4的大小；②着陆时，缓冲设备让着陆器在约0.1 s内匀减速至0，请估算地面受到着陆器的平均冲击力F的大小，并说出减小平均冲击力的建议．
命题点二　动量守恒定律的综合应用1．判断守恒的三种方法(1)理想守恒：不受外力或所受外力的合力为0，如光滑水平面上的板—块模型、电磁感应中光滑导轨上的双杆模型．(2)近似守恒：系统内力远大于外力，如爆炸、反冲．(3)某一方向守恒：系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为0，则在该方向上动量守恒，如滑块—斜面(曲面)模型．2．动量守恒定律的三种表达形式(1)m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，作用前的动量之和等于作用后的动量之和(常用)．(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向．(3)Δp＝0，系统总动量的增量为零．
2．[2023·广东省惠州市调研]2022年北京冬奥会，我国短道速滑队夺得混合团体2 000 m接力决赛金牌，如果在某次交接棒训练中，质量为60 kg的甲以7 m/s的速度在前面滑行，质量为65 kg的乙以11 m/s的速度从后面追上，并迅速将甲向前推出．乙推出甲后做匀减速直线运动，10 s后停在离交接棒前方40 m的地方，则：(1)假设乙推甲过程中不计任何阻力，则甲乙分离瞬间甲的速度为多大；若甲乙作用时间为0.3 s，则乙对甲的平均推力是多大；(2)若甲离开乙后甲立即做匀加速直线运动，加速度大小为0.5 m/s2，4秒末刚好追上前方1 m处匀速滑行的另一队的队员丙，计算队员丙匀速滑行的速度大小．
命题点三　碰撞模型及拓展1．三类碰撞的特点
2．碰撞问题遵循的三条原则(1)动量守恒：p1＋p2＝p′1＋p′2.(2)动能不增加：Ek1＋Ek2≥E′k1＋Ek2.(3)若碰后同向，后方物体速度不大于前方物体速度．
例 1 [2023·河南省高三二模] (多选)如图所示，质量均为2 kg的三个物块静止在光滑水平面上，其中物块B的右侧固定一水平轻弹簧，物块A与弹簧接触但不拴接．某时刻物块A突然以v0＝3 m/s的速度向左运动，已知当A、B速度相等时，B与C恰好发生完全非弹性碰撞，碰撞过程时间极短，然后继续运动．若B、C碰撞过程中损失的机械能为ΔE，B、C碰撞后运动的过程中弹簧的最大弹性势能为Ep，则(　　)A．ΔE＝4.875 J B．ΔE＝1.125 JC．Ep＝6 J D．Ep＝4.875 J
例 2 如图，静置于水平地面的两辆购物车沿一直线排列，质量均为m，人在极短时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离L时停止．车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速度为g，若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短，忽略空气阻力，求：(1)两车碰后共同运动过程的最大速率；(2)人给第一辆车水平冲量的大小；(3)碰撞时系统损失的机械能ΔE与整个运动过程中系统克服摩擦阻力做功Wf之比．
思维提升碰撞拓展(1)“保守型”碰撞拓展模型
(2)“耗散型”碰撞拓展模型
提升训练1.[2023·江苏常熟市期中]质量相等的甲、乙两球放在光滑的水平面上，它们用细线相连，开始时细线处于松弛状态．现使两球反向运动，v甲＝3 m/s，v乙＝－2 m/s，如图所示，当细绳拉紧时突然绷断，这以后两球的运动情况可能是(　　)A．v′甲＝2.5 m/s，v′乙＝1 m/sB．v′甲＝1.5 m/s，v′乙＝－0.5 m/sC．v′甲＝0，v′乙＝1 m/sD．v′甲＝4 m/s，v′乙＝－3 m/s
解析：当细绳拉紧时突然绷断，满足动量守恒，规定向左为正方向，m甲v甲＋m乙v乙＝m甲v′甲＋m乙v′乙,因为两球质量相等，所以v甲＋v乙＝v′甲＋v′乙，代入A项中数据，不满足条件，故A错误；代入B项中数据，满足v甲＋v乙＝v′甲＋v′乙且满足，动能不增加原则 ，且不会二次碰撞，故B正确；C项中，v乙＞v甲会发生二次碰撞，故C错误；D项中，绳子断后动能增加，违背能量守恒定律 ，故D错误．
2. [2023·天津卷]一质量为mA＝2 kg的A物体从距地面h＝1.2 m处由静止自由下落，同时另一质量为mB＝1 kg的B物体从A物体的正下方地面上竖直向上抛出，经过t＝0.2 s两物体相遇，碰撞后立刻粘在一起运动，已知重力加速度g＝10 m/s2，碰撞时间极短，不计空气阻力．求两物体：(1)碰撞时离地面的高度x；(2)碰后瞬间的速度v；(3)碰撞过程损失的机械能ΔE.
3.[2023·上海卷]如图，将小球P拴于L＝1.2 m的轻绳上，mP＝0.15 kg，向左拉开一段距离释放， 水平地面上有一物块Q，mQ＝0.1 kg.小球P于最低点A与物块Q碰撞，P与Q碰撞前瞬间向心加速度为1.6 m/s2，碰撞前后P的速度之比为5∶1，碰撞前后P、Q总动能不变．(重力加速度g取9.8 m/s2，水平地面动摩擦因数μ＝0.28)(1)求碰撞后瞬间物块Q的速度vQ；(2)P与Q碰撞后再次回到A点的时间内，求物块Q运动的距离s.
弹簧模型弹簧问题综合性强，但弹簧问题往往是由几个基本的模型组合而成，掌握弹簧问题的基本模型，对于解决复杂的弹簧问题有很重要的意义．处理复杂的弹簧模型，要应用基本的弹簧模型，应用力的观点、能的观点以及动量的观点解决问题．
模型1　弹性势能不变模型[典例1]　光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速度释放，物块在BC范围内做简谐运动，则下列说法错误的是(　　)A．在运动过程中，物块A和弹簧组成的系统机械能守恒B．从B到C的过程中，合外力对物块A的冲量为零C．物块A从B点到O点过程中，动能的增量等于弹性势能的减小量D．B点时物块A的机械能最小
模型3　碰撞模型[典例3]　[2022·全国乙卷]如图(a)，一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上；物块B向A运动，t＝0时与弹簧接触，到t＝2t0时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的v-t图像如图(b)所示．已知从t＝0到t＝t0时间内，物块A运动的距离为0.36v0t0.A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同．斜面倾角为θ(sin θ＝0.6)，与水平面光滑连接．碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内．
求:(1)第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；(2)第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；(3)物块A与斜面间的动摩擦因数．