高考物理一轮复习讲义专题9.2　动量守恒定律及应用（2份打包，原卷版+解析版）

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1.物理观念：碰撞、反冲。
（1）理解碰撞、反冲的定义及物理意义。
（2）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。
2.科学思维：动量守恒定律、人船模型、“木块—滑块”模型、“子弹打木块”模型、“含弹簧”模型。
（1）.理解系统动量守恒的条件、会应用动量守恒定律解决基本问题、会分析、解决动量守恒定律的临界问题。
（2）会用动量守恒观点分析反冲运动、人船模型、“子弹打木块”、“滑块—木板”模型的有关问题。
3.科学态度与责任：现代航天技术与反冲。
体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。
【讲考点题型】
【知识点一】动量守恒定律的理解和基本应用
动量守恒定律的五个特性
题型1 动量守恒条件的理解
【例1】（2022·湖北武汉·模拟预测）2022年2月5日，由任子威、武大靖、曲春雨、范可新和张雨婷组成的中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军，这是中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。短道速滑的接力与田径比赛的接力不同，运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。决赛中，“接棒”的任子威在“交棒”的曲春雨前面滑行，当追上时，曲春雨猛推任子威一把，使任子威获得更大的速度向前滑行，如图所示。在曲春雨用力推任子威的过程中，不计冰面阻力和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．任子威的速度增加量大于曲春雨的速度减少量
B．任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量
C．任子威的动量变化一定比曲春雨的动量变化快
D．任子威受到推力的冲量大于曲春雨受到推力的冲量
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念、科学思维。要求考生能正确理解并区分动量守恒定律和机械能守恒的应用的条件。
【变式训练1】（2022·福建·莆田二中模拟预测）如图所示，质量为m的半径为R的光滑圆弧形凹槽静止在光滑水平面上，质量也为m的小钢球从槽的顶端A处由静止释放，在小球下滑到底端B的过程中，则（ ）
A．小球和凹槽组成的系统动量守恒B．小球与凹槽、地球组成的系统机械能守恒
C．小球对地的运动位移为RD．小球所受合力的瞬时功率一直增大
【必备知识】动量守恒的条件
（1）系统不受外力或所受外力之和为零时，系统的动量守恒。
（2）系统所受外力之和不为零，但当内力远大于外力时系统动量近似守恒。
（3）系统所受外力之和不为零，但在某个方向上所受合外力为零或不受外力，或外力可以忽略，则在这个方向上，系统动量守恒。
题型2 动量守恒定律的基本应用
【例2】（2022·江苏省昆山中学模拟预测）某小组做验证动量守恒定律实验时，在气垫导轨上放置P、Q两滑块。碰撞前Q静止，P匀速向Q运动并发生碰撞，利用频闪照相的方法连续4次拍摄得到频闪照片如图所示，在这4次闪光的过程中，P、Q两滑块均在0~80cm范围内，且第1次闪光时，P恰好位于x=10cm处。相邻两次闪光的时间间隔为T，P、Q两滑块的碰撞时间及闪光持续时间均可忽略不计，则P、Q两滑块的质量之比为（ ）
A．1：1B．1：2C．1：3D．1：4
【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。
【变式训练2】（多选）（2022·山东枣庄·二模）足够大的光滑水平面上，一根不可伸长的细绳一端连接着质量为 SKIPIF 1 < 0 的物块 SKIPIF 1 < 0 ，另一端连接质量为 SKIPIF 1 < 0 的木板 SKIPIF 1 < 0 ，绳子开始是松弛的。质量为 SKIPIF 1 < 0 的物块 SKIPIF 1 < 0 放在长木板 SKIPIF 1 < 0 的右端， SKIPIF 1 < 0 与木板 SKIPIF 1 < 0 间的滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力大小。现在给物块 SKIPIF 1 < 0 水平向左的瞬时初速度 SKIPIF 1 < 0 ，物块 SKIPIF 1 < 0 立即在长木板上运动。已知绳子绷紧前， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 已经达到共同速度；绳子绷紧后， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 总是具有相同的速度；物块 SKIPIF 1 < 0 始终未从长木板 SKIPIF 1 < 0 上滑落．下列说法正确的是（ ）
A．绳子绷紧前， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 达到的共同速度大小为 SKIPIF 1 < 0
B．绳子刚绷紧后的瞬间， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的速度大小均为 SKIPIF 1 < 0
C．绳子刚绷紧后的瞬间， SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的速度大小均为 SKIPIF 1 < 0
D．最终 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三者将以大小为 SKIPIF 1 < 0 的共同速度一直运动下去
【技巧方法】应用动量守恒定律的解题步骤
（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。
．
【知识点二】碰撞问题
1．碰撞现象三规律
2．弹性碰撞的结论
两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒。以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有
m1v1＝m1v′1＋m2v′2
eq \f(1,2)m1veq \\al(2,1)＝eq \f(1,2)m1v′eq \\al(2,1)＋eq \f(1,2)m2v′eq \\al(2,2)
解得v′1＝eq \f(m1－m2v1,m1＋m2)，v′2＝eq \f(2m1v1,m1＋m2)
结论：（1）当m1＝m2时，v′1＝0，v′2＝v1（质量相等，速度交换）；
（2）当m1>m2时，v′1>0，v′2>0，且v′2>v′1（大碰小，一起跑）；
（3）当m1