人教版高考物理二轮复习第7讲动量动量的综合应用课件

这是一份人教版高考物理二轮复习第7讲动量动量的综合应用课件，共50页。PPT课件主要包含了-2-，知识脉络梳理，规律方法导引，-3-，-4-，命题热点一，命题热点二，命题热点三，-5-，-6-等内容，欢迎下载使用。
1.知识规律(1)动量定理:Ft=Δp=p'-p。(2)动量守恒定律①m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p'。②Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向。③Δp=0,系统总动量的增量为零。2.思想方法(1)物理思想:守恒思想、转化思想。(2)物理方法:守恒法、转化法。
动量定理和动量守恒定律的应用例1(多选)(2017·全国卷Ⅲ)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则(　　)A.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零
解析:根据动量定理Ft=m·Δv得,t=1 s时物块的速率为1 m/s,A正确;t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s,B正确;t=3 s时物块的动量大小为前3 s内图线与时间轴所围成图形的总面积S=2×2 N·s-1× 1 N·s=3 N·s,故t=3 s 时物块的动量大小为3 kg·m/s,C错误;由于前4 s内图线与时间轴所围成图形的总面积不为零,故冲量不为零,速度不为零,D错误。
例2如图所示,质量为m1=0.2 kg 的小物块A,沿水平面与小物块B发生正碰,小物块B的质量为m2=1 kg。碰撞前,A的速度大小为v0=3 m/s,B静止在水平地面上。由于两物块的材料未知,将可能发生不同性质的碰撞,已知A、B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,求碰后B在水平面上滑行的时间。
答案:0.25 s≤t≤0.5 s解析:假如两物块发生的是完全非弹性碰撞,碰后的共同速度为v1,则由动量守恒定律有m1v0=(m1+m2)v1碰后,A、B一起滑行直至停下,设滑行时间为t1,则由动量定理有μ(m1+m2)gt1=(m1+m2)v1解得t1=0.25 s假如两物块发生的是完全弹性碰撞,碰后A、B的速度分别为vA、vB,则由动量守恒定律有m1v0=m1vA+m2vB由机械能守恒有
设碰后B滑行的时间为t2,则μm2gt2=m2vB解得t2=0.5 s
可见,碰后B在水平面上滑行的时间t满足0.25 s≤t≤0.5 s。
规律方法一般碰撞的三个制约关系一般碰撞介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间:动量守恒,机械能(或动能)有损失,遵循以下三个制约关系:(1)动量制约:碰撞过程中必须受到动量守恒定律的制约,总动量的方向恒定不变,即p1+p2=p1'+p2'。(2)动能制约:在碰撞过程中,碰撞双方的总动能不会增加,即Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'。(3)运动制约:碰撞要受到运动的合理性要求的制约,如果碰前两物体同向运动,碰撞后原来在前面的物体速度必增大,且大于或等于原来在后面的物体的碰后速度。
拓展训练1(2018·全国卷Ⅰ)一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸,将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量。求:(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。
解析:(1)设烟花弹上升的初速度为v0,由题给条件有
设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t,由运动学公式有0-v0=-gt②联立①②式得
(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为h1,由机械能守恒定律有E=mgh1④火药爆炸后,烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动,设炸后瞬间其速度分别为v1和v2。由题给条件和动量守恒定律有
由⑥式知,烟花弹两部分的速度方向相反,向上运动部分做竖直上抛运动。设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为h2,由机械能守恒定律有
动量和能量的综合应用例3如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R=0.5 m,物块A以v0=6 m/s的速度滑入圆轨道,滑过最高点Q,再沿圆轨道滑出后,与直轨上P处静止的物块B碰撞,碰后粘在一起运动,P点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为l=0.1 m,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1,A、B的质量均为m=1 kg(重力加速度g取10 m/s2;A、B视为质点,碰撞时间极短)。
(1)求A滑过Q点时的速度大小v和受到的弹力大小F。(2)若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上,求k的数值。(3)求碰后AB滑至第n个(n