2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題十一 動量、波泣二象性和近代物理初步 第2講 動量守恒定律的綜合運用課件.ppt

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第2講 動量守恒定律的綜合運用 一 碰撞 短 極大 守恒 1 特點 作用時間 相互作用的內(nèi)力 有些碰撞盡管合外力不為零 但合外力相對于內(nèi)力可忽略 故動量近似 2 分類 守恒 速度 1 彈性碰撞 機械能 2 非彈性碰撞 存在動能損失 3 完全非彈性碰撞 碰撞后具有共同的 動能損失最多 3 聯(lián)系 從動能損失多少的角度看 非彈性碰撞介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間 基礎(chǔ)檢測 1 如圖11 2 1所示 兩滑塊A B在光滑水平面上沿同一直線相向運動 滑塊A的質(zhì)量為m 速度大小為2v0 方向向右 滑塊B的質(zhì)量為2m 速度大小為v0 方向向左 兩滑塊發(fā)生彈 性碰撞后的運動狀態(tài)是 A A和B都向左運動B A和B都向右運動C A靜止 B向右運動D A向左運動 B向右運動 答案 D 圖11 2 1 二 爆炸及反沖運動 1 爆炸 守恒 增加 1 動量守恒 由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的 爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力 所以在爆炸過程中 系統(tǒng)的總動量可看做 2 動能增加 在爆炸過程中 由于有其他形式的能量 如化學(xué)能 轉(zhuǎn)化為動能 所以爆炸前后系統(tǒng)的總動能 2 反沖運動 是相互作用的物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果 如發(fā)射炮彈時炮身后退 火箭因噴氣而發(fā)射等 1 系統(tǒng)內(nèi)的不同部分在強大的內(nèi)力作用下向 方向運動 通常用動量守恒定律來處理 2 反沖運動中 由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能 所以 系統(tǒng)的總機械能 相反 增加 守恒 3 反沖運動中系統(tǒng)的平均動量也 基礎(chǔ)檢測 2 爆竹聲中一歲除 春風(fēng)送暖入屠蘇 爆竹聲響是辭舊迎新的標(biāo)志 是喜慶心情的流露 有一個質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出 到達(dá)最高點時速度大小為v0 方向水平向東 在最高點爆炸成質(zhì)量不等的兩塊 其中一塊質(zhì)量為2m 速度大小為 v 方向水平向東 則另一塊的速度為 A 3v0 vB 2v0 3vC 3v0 2vD 2v0 v 考點1碰撞問題 重點歸納 1 三種碰撞形式的理解 續(xù)表 續(xù)表 考向1彈性碰撞 考題題組 1 2016年河北衡水中學(xué)高三調(diào)研 如圖11 2 2所示 在光滑的水平面上 質(zhì)量為m1的小球A以速率v0向右運動 在小球的前方O點處有一質(zhì)量為m2的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài) Q點處為一豎直的墻壁 小球A與小球B發(fā)生正碰后小球A與小球B均向右運動 小球B與墻壁碰撞后原速率返回并與小球A在P點 相遇 PQ 2PO 則兩小球質(zhì)量之比m1 m2為 A 7 5B 1 3C 2 1D 5 3答案 D 圖11 2 2 2 2015年新課標(biāo) 卷 如圖11 2 3所示 在足夠長的光滑水平面上 物體A B C位于同一直線上 A位于B C之間 A的質(zhì)量為m B C的質(zhì)量都為M 三者都處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)使A以某一速度向右運動 求m和M之間應(yīng)滿足什么條件 才能使A只與B C各發(fā)生一次碰撞 設(shè)物體間的碰撞都是彈性的 圖11 2 3 考向2 非彈性碰撞 考題題組 3 冰球運動員甲的質(zhì)量為80 0kg 當(dāng)他以5 0m s的速度向前運動時 與另一質(zhì)量為100kg 速度為3 0m s的迎面而來的運動員乙相撞 碰后甲恰好靜止 假設(shè)碰撞時間極短 求 1 碰后乙的速度的大小 2 碰撞中總機械能的損失 4 如圖11 2 4所示 三個質(zhì)量相同的滑塊A B C 間隔相等地靜置于同一水平直軌道上 現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0 度向右運動 B再與C發(fā)生碰撞 碰后B C粘在一起向右運動 滑塊A B與軌道間的動摩擦因數(shù)為同一恒定值 兩次碰撞時間均極短 求B C碰后瞬間共同速度的大小 圖11 2 4 考點2 爆炸和反沖 1 爆炸的特點 1 動量守恒 由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的 爆炸時物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力 所以在爆炸過程中 系統(tǒng)的總動量守恒 2 動能增加 在爆炸過程中 由于有其他形式的能量 如化學(xué)能 轉(zhuǎn)化為動能 所以爆炸后系統(tǒng)的總動能增加 3 位移不變 爆炸的時間極短 因而作用過程中物體運動的位移很小 一般可忽略不計 可以認(rèn)為爆炸后仍然從爆炸時的位置以新的動量開始運動 2 反沖 1 現(xiàn)象 物體的不同部分在內(nèi)力的作用下向相反方向運動 2 特點 一般情況下 物體間的相互作用力 內(nèi)力 較大 因此系統(tǒng)動量往往有以下幾種情況 動量守恒 動量近似 守恒 某一方向動量守恒 3 反沖運動中機械能往往不守恒 4 實例 噴氣式飛機 火箭等 考題題組 5 斜向上飛出的一個爆竹 到達(dá)最高點時 速度水平向東 立即爆炸成質(zhì)量相等的三塊 前面一塊速度水平向東 后面一塊速度水平向西 前 后兩塊的水平速度 相對地面 大小相等 方向相反 則以下說法中正確的是 A 爆炸后的瞬間 中間那塊的速度大于爆炸前瞬間爆竹的 速度 B 爆炸后的瞬間 中間那塊的速度可能水平向西 C 爆炸后三塊將同時落到水平地面上 并且落地時的動量 相同 D 爆炸后的瞬間 中間那塊的動能可能小于爆炸前的瞬間 爆竹的總動能 6 如圖11 2 5所示 甲 乙兩船的總質(zhì)量 包括船 人和貨物 分別為10m 12m 兩船沿同一直線同一方向運動 速度分別為2v0 v0 為避免兩船相撞 乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨 物沿水平方向拋向甲船 甲船上的人將貨物接住 求拋出貨物的最小速度 不計水的阻力 圖11 2 5 考點3 曲線運動與碰撞問題的綜合 重點歸納解答此類問題的策略 1 根據(jù)物體的運動過程 分別利用曲線運動規(guī)律 如平拋運動的規(guī)律和圓周運動的規(guī)律 列方程 2 在臨界點 如最高點或最低點 發(fā)生碰撞 由動量守恒定律列方程 3 分析碰撞后可能出現(xiàn)的情況 得出結(jié)果 考題題組 7 一彈丸在飛行到距離地面5m高時僅有水平速度v 2m s 爆炸成為甲 乙兩塊水平飛出 甲 乙的質(zhì)量比為3 1 不計質(zhì)量損失 取重力加速度g 10m s2 則下列圖中兩塊彈 片飛行的軌跡可能正確的是 A B C D 1 在A與墻壁碰撞的過程中 墻壁對A的平均作用力F的 大小 2 A B滑上圓弧軌道的最大高度h 圖11 2 6 考點4 動量和能量的綜合應(yīng)用 重點歸納1 動量的觀點和能量的觀點 1 動量的觀點 動量守恒定律 2 能量的觀點 動能定理 機械能守恒定律和能量守恒定律 2 動量的觀點和能量的觀點的優(yōu)點只要知道過程的始末狀態(tài)動量式 動能式和力在過程中所做的功 即可對問題求解 不需要對過程變化的細(xì)節(jié)做深入研究 3 利用動量的觀點和能量的觀點解題時應(yīng)注意下列問題 1 動量守恒定律是矢量表達(dá)式 故可寫出分量表達(dá)式 而 動能定理 機械能守恒定律和能量守恒定律是標(biāo)量表達(dá)式 無 分量表達(dá)式 2 應(yīng)用這兩個規(guī)律時 先確定研究對象及運動狀態(tài)的變化 過程 再根據(jù)問題的已知條件和要求解的未知量 選擇研究的 兩個狀態(tài)列方程求解 考題題組 9 2016年新課標(biāo) 卷 如圖11 2 7所示 光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體 斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上 某時刻小孩將冰塊以相對冰面3m s的速度向斜面體推出 冰塊平滑地滑上斜面體 在斜面體上上升的最大高度為h 0 3m h小于斜面體的高度 已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1 30kg 冰塊的質(zhì)量為m2 10kg 小孩與滑板始終無相對運動 重力加速度的大小g取10m s2 1 求斜面體的質(zhì)量 2 通過計算判斷 冰塊與斜面體分離后能否追上小孩 圖11 2 7 解 1 規(guī)定向右為速度正方向 冰塊在斜面體上運動到最大高度時兩者達(dá)到共同速度 設(shè)此共同速度為v 斜面體的質(zhì)量為m3 由水平方向動量守恒和機械能守恒定律得 圖11 2 8