【物理】2018届一轮复习人教版第18讲动量守恒定律及其应用学案

【物理】2018届一轮复习人教版第18讲动量守恒定律及其应用学案

第18讲　动量守恒定律及其应用 Ø 教材知识梳理 一、动量守恒定律 ‎1．内容：一个系统________或者________为零时，这个系统的总动量保持不变．‎ ‎2．常用的表达式：m1v1＋m2v2＝________．‎ 二、系统动量守恒的条件 ‎1．理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒．‎ ‎2．近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒．‎ ‎3．分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒．‎ 三、动量守恒的实例 ‎1．碰撞 ‎(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间________，而物体间相互作用力________的现象．‎ ‎(2)特点：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．‎ ‎(3)分类：‎ 种类 动量是否守恒 机械能是否守恒 弹性碰撞 守恒 ‎________‎ 非弹性碰撞 守恒 有损失 完全非弹性碰撞 守恒 损失________‎ ‎2.反冲运动 ‎(1)定义：静止或运动的物体通过分离出部分物质，而使自身在反方向获得加速的现象．‎ ‎(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．‎ ‎3．爆炸现象 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．‎ ‎【思维辨析】‎ ‎(1)动量守恒定律中的速度是相对于同一参考系的速度．(　　)‎ ‎(2)系统动量守恒，则机械能也守恒．(　　)‎ ‎(3)质量相等的两个物体发生碰撞时，一定交换速度．(　　)‎ ‎(4)系统的总动量不变是指系统总动量的大小保持不变．(　　)‎ ‎【思维拓展】‎ 碰撞过程除了系统动量守恒之外，还需要满足什么条件？碰撞与爆炸在能量转化方面有何不同？‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ Ø 考点互动探究 ‎　考点一　动量守恒条件的理解和应用 ‎1.动量守恒的判定 ‎(1)系统不受外力或者所受外力之和为零，则系统动量守恒；‎ ‎(2)系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计时，则系统动量守恒；‎ ‎(3)系统在某一个方向上所受的合力为零，则该方向上动量守恒．‎ ‎(4)全过程的某一阶段系统受的合外力零，则该阶段系统动量守恒．‎ ‎2．应用动量守恒定律解题的一般步骤：‎ ‎(1)确定研究对象，选取研究过程；‎ ‎(2)分析内力和外力的情况，判断是否符合动量守恒条件；‎ ‎(3)选定正方向，确定初、末状态的动量，最后根据动量守恒定律列方程求解．‎ ‎1 [2014·浙江卷] 如图6181所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后(　　)‎ 图6181‎ A. 甲木块的动量守恒 B. 乙木块的动量守恒 C. 甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒 D. 甲、乙两木块所组成系统的动能守恒 式题 如图6182所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱．关于上述过程，下列说法中正确的是(　　)‎ 图6182‎ A．男孩和木箱组成的系统动量守恒 B．小车与木箱组成的系统动量守恒 C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 ‎■ 要点总结 注意动量守恒定律的“四性”‎ ‎1．矢量性：动量守恒定律表达式是矢量方程，在解题时应规定正方向．‎ ‎2．同一性：定律表达式中的速度应相对同一参考系，一般以地面为参考系．‎ ‎3．瞬时性：定律中的初态动量是相互作用前同一时刻的瞬时值，末态动量是相互作用后同一时刻的瞬时值．‎ ‎4．普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统．‎ ‎　考点二　碰撞问题 ‎1.三种碰撞形式的理解 碰撞类型 特征描述及重要关系式或结论 弹性碰撞 ‎　碰撞时，内力是弹性力，只发生机械能的转移，系统内无机械损失，叫作弹性碰撞，若系统有两个物体在水平面上发生弹性碰撞，动量守恒，同时动能也守恒，满足：‎ m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2‎ m1v＋m2v＝m1v′＋m2v′ 若碰撞前，有一个物体是静止的，设v2＝0，则碰撞后的速度分别为v′1＝、v′2＝，对这一结果可做如下讨论：‎ ‎(1)若m1＝m2，则v′1＝0，v′2＝v1，碰后实现了动量和动能的全部转移；‎ ‎(2)若m1>m2，则v′1>0，v′2>0，碰后二者同向运动；‎ ‎(3)若m10，碰后m1反向弹回，m2沿m1碰前方向运动 非弹性碰撞 ‎　发生非弹性碰撞时，内力是非弹性力，部分机械能转化为物体的内能，机械能有损失，动量守恒，总动能减少，满足：‎ m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2‎ m1v＋m2v>m1v′＋m2v′ 完全非弹性碰撞 ‎　发生完全非弹性碰撞时，机械能向内能转化得最多，机械能损失最大．碰后物体粘在一起，以共同速度运动，只有动量守恒．损失的机械能转化为内能．满足：‎ m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v ΔE＝m1v＋m2v－(m1＋m2)v2‎ ‎2.判断碰撞的可能性问题 ‎(1)动量守恒，即p1＋p2＝p′1＋p′2.‎ ‎(2)动能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2或＋≥＋.‎ ‎3．速度要符合情景：如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度必大于前面物体的速度，即v后>v前，否则无法实现碰撞．碰撞后，原来在前面的物体的速度一定增大，且原来在前面的物体速度大于或等于原来在后面的物体的速度，即v′前≥v′后，否则碰撞没有结束．如果碰前两物体相向运动，则碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零．‎ ‎2 (15分)[2015·全国卷Ⅰ] 如图6183所示，在足够在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间．A的质量为m，B、C的质量都为M，三者都处于静止状态．现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性的．‎ 图6183‎ ‎[解答规范] A向右运动与C发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒．设速度方向向右为正，开始时A的速度为v0，第一次碰撞后C的速度为vC1，A的速度为vA1.由动量守恒定律和机械能守恒定律得 mv0＝________________①(2分)‎ mv＝________________②(2分)‎ 联立①②式得 vA1＝________③(1分)‎ vC1＝________④(1分)‎ 如果m>M，第一次碰撞后，A与C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能与B发生碰撞；如果m＝M，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右运动，A不可能与B发生碰撞；所以只需考虑m

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