单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题六,碰撞与动量守恒,考点内容,要求,热点考向,1.动量、动量守恒,定,律及其应用,1.动量守恒定律的应用是本专题的,重点、高考热点,2动量守恒定律常与能量转化与,守,恒定律结合，解决碰,撞、打击、,反,冲、滑块摩擦等问题，还要重视,动,量守恒与圆周运动的结合,3本专题知识在物理学中占有重,要,地位，但近几年高考中有所弱化.,2.弹性碰撞和非弹,性碰撞,3.实验七：验证动,量,守恒定律,第 1 讲,动量,动量守恒定律,考点 1,动量、冲量,1动量,(1)定义：运动物体的质量和_ 的乘积叫做动,量，用,p,表示,速度,(2)表达式：,p,_.,M,v,kgm/s,(3)单位：由速度单位和质量单位共同确定，即_,速度,(4)动量是矢量，其方向和_方向相同,(5)动量、动能、动量变化量的比较.,物理量,动量,动能,动量的变化量,定义,物体的质量和速,度的乘积,物体由于运动而,具有的能量,物体末动量与初动,量的矢量差,定义式,p,m,v,p,p,p,矢标性,矢量,标量,矢量,特点,状态量,状态量,过程量,关联,方程,p,m,v,m,v,2.冲量,Ft,(1)定义：力和力的作用时间的乘积叫冲量，即,I,_.,(2)对冲量的理解,冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，与,时间相对应,冲量是矢量，其方向由力的方向决定(不能说和力的方向,相同)如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向,就和力的方向相同,要注意的是：冲量和功不同，恒力在一段时间内可能不,做功，但一定有冲量,【跟踪训练】,1关于物体的动量和动能，下列说法中正确的是(,),A一物体的动量不变，其动能一定不变,B一物体的动能不变，其动量一定不变,C两物体的动量相等，其动能一定相等,D两物体的动能相等，其动量一定相等,A,2(,双选,),如图,611 所示，质量相同的两个小物体,A,、,B,处于同一高度现使,A,由静止开始沿固定的光滑斜面自由下滑，而使,B,由静止开始自由下落，最后,A,、,B,都运动到同一水,平地面上不计空气阻力则在上述过程中，,A,、,B,两物体(,),A所受重力的冲量相同,C所受合力的冲量相同,B所受重力做的功相同,D所受合力做的功相同,图 611,解析：,两物体落到地面所用的时间不同，故重力的冲量不,相等；两物体的合力的冲量等于动量的变化，两物体初动量为,零，末动量方向不一样，故合力的冲量也不相等；根据机械能,的知识可知，,B,、,D 答案正确,答案：,BD,3如图 612 所示，一物体分别沿三个倾角不同的光,滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端,C,、,D,、,E,处，三个过程,中重力的冲量依次为,I,1,、,I,2,、,I,3,动量变化量的大小依次为,p,1,、,p,2,、,p,3,，则有(,),A,I,1,I,2,I,3,，,p,1,p,2,p,3,B,I,1,I,2,I,3,，,p,1,p,2,p,3,C,I,1,I,2,I,3,，,p,1,p,2,p,3,D,I,1,I,2,I,3,，,p,1,p,2,p,3,图 612,解析：,重力的冲量由下落时间决定，三者的下落时间都不,一样，排除,C,、,D；系统中只有重力做功，故根据能量守恒定律，,三者下滑到底端时速,度大小相等，所以三者动量的变化量的大,小相等，,B,正确,答案：,B,考点 2 动量定理,1动量定理,(1)内容：物体在一个过程中所受合外力的冲量，等于物体,在这个过程始末的动量的_,(2)表达式：,Ft,p,p,或,Ft,m,v,m,v,.,(3)对动量定理的理解,动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系,统当研究对象为物体系时，物体系总动量的增量等于相应时,间内物体系所受的合外力的冲量,动量定理公式中的,F,是研究对象所受的包括,重力在内的,所有外力的合力它可以是恒力，也可以是变力当合外力为,变力时，,F,应该是合外力对作用时间的平均值,变化量,2用动量定理解释现象,可见合外力等于物体动量的变化率,(2)由,F,p,t,可解释两类现象,当,p,一定时，,t,越短，力,F,就越大；,t,越长，力,F,就,越小,当,F,一定时，,t,越长，动量变化量,p,越大；,t,越短，,动量变化量,p,越小,【跟踪训练】,4下列对几种物理现象的解释中，正确的是(,),A击钉时不用橡皮锤，是因为橡皮锤太轻,B跳高时在沙坑里填沙，是为了减小冲量,C在推车时推不动，是因为合外力冲量为零,D动量相同的两个物体受相同的制动力的作用，质量,小,的先停下来,解析：,击钉时不用橡皮锤，是因为在动量变化量,p,一定,时，,作用时间长，产生的作用力小；在,跳高时，在沙坑里填沙，,在,p,一定时，填沙后相互作用时间长，人与沙之间的相互作用,力,小，填沙是为了减小,冲击力；推车时推不动，动量变化量,p,为,零，由,I,p,知，合外力冲量为零；由动量定理知，在动量,相,同的两个物体受相同的制动力作用时，两,个物体同时停下来，,选项,C 正确,答案：,C,5如图 613 所示，质量为,m,2 kg 的物体，在水平力,F,8 N 的作用下，由静止开始沿水平,面向右运动已知物体与,水平面间的动摩擦因数,0.2，若,F,作用,t,1,6 s 后撤去，撤去,F,后又经,t,2,2 s 物体与竖直墙壁相碰若物体与墙壁作用时间,t,3,0.1 s，碰墙后反弹的速度,v,6 m/s，求墙壁对物体的平均,作用力(取,g,10 m/s,2,),图 613,解：,取从物体开始运动到撞墙后反向弹回的全过程应用动,量定理，并取,F,的方向为正方向，有：,考点 3,动量守恒定律,1内容：相互作用的物体组成的系统_或所受合,外力为_时，这,个系统的总动量将保持不变,零,2公式：,m,1,v,1,m,2,v,2,_.,m,1,v,1,m,2,v,2,3动量守恒定律成立的条件,(1)系统不受外力或者所受外力之和为零,(2)系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计,(3)系统在某一个方向上所受的合外力为零，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为零，则该阶段系统,动量守恒,不受外力,4应用动量守恒定律解题时要注意“五性”,(1)矢量性：对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上,的问题，应选取统一的正方向，凡是与选取正方向相同的动量,为正，相反为负,(2)同时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统任一,瞬时的动量守恒，不同时刻的动量不能相加,(3)整体性：应用动量守恒定律时，要明确动量守恒定律的,研究对象是整个系统，这个系统的始末状态质量应相等,(4)相对性：由于动量大小与参考系的选取有关,因此应用动,量守恒定律时,应注意各物体的速度必须是相对于地面的速度,(5)普适性：适用于多物体系统，适用于宏观及微观,【跟踪训练】,6(,双选,),如图,614,放在光滑水平面,上的,A,、,B,两小车,中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手分别控制小车处于静止状态，,下面说法中正确的是(,),图 614,A两车同时放开后，两车的总动量为零,B先放开右手，后放开左手，从放开右手后的,过程中，,两车的总动量守恒,C先放开右手，后放开左手，放开左手的过程中，两车,的总动量守恒，且总动量为零,D先放开右手，后放开左手，从放开左手后的过程中，,两车的总动量守恒，且总动量向右,解析：,根据动量守恒定律的适用条件，两手同时放开，则,两车水平方向不受外力作用，总动量守恒放开右手，没放开,左手时，左手对车施加外力作用，不满足守恒条件，总动量不,守恒放开右手，再放开左手之后的过程中系统水平方向不受,外力，总动量守恒刚放开左手瞬间，,B,车已有向右的动量，,因此系统的总动量向右,答案：,AD,7一炮艇总质量为,M,，以速度,v,0,匀速行驶，从船上以相,对海岸的水平速度,v,沿前进方向射出一质量为,m,的炮弹，发射,炮弹后艇的速度为,v,.若不计水的阻力，则下列各关系式中正,确的是(,),A,M,v,0,(,M,m,),v,m,v,B,M,v,0,(,M,m,),v,m,(,v,v,0,),C,M,v,0,(,M,m,),v,m,(,v,v,),D,M,v,0,M,v,m,v,A,考点 4,碰撞、爆炸与反冲,1碰撞,(1)特点：作用时间极短，相互作用的内力极大，有些碰撞尽,管合外力不为零，但外力相对于内力可忽略，故动量近似守恒,(2)分类：弹性碰撞(动能也守恒)；非弹性碰撞(存在动能,损失)；完全非弹性碰撞(碰后具有共同速度，动能损失最多),(3)范围：从动能损失多少的角度看，所有碰撞都介于弹性,碰撞和完全非弹性碰撞之间，,即两者是动能损失的下限和上限,2爆炸及反冲运动,(1)爆炸：爆炸过程类似于碰撞，作用时间极短，相互作用,的内力极大，动量近似守恒因有其他形式的能转化为动能，,所以系统的动能在爆炸后将增加,(2)反冲运动：是相互作用的物体之间的作用力与反作用力,产生的效果，如发射炮弹时炮身的后退，火箭因喷气而发射等,在反冲运动中若内力远大于外力，可视为动量守恒,【跟踪训练】,8质量相等的,A,、,B,两球在光滑水平面上沿同一直线、同,一,方向运动，,A,球的动量是 7 kgm/s，,B,球的动量是 5 kgm/s，,当,A,球追上,B,球时发生碰撞，则碰后,A,、,B,两球的动量可能值,是(,),A,p,A,6 kgm/s，,p,B,6 kgm/s,B,p,A,6.5 kgm/s，,p,B,5.5 kgm/s,C,p,A,2 kgm/s，,p,B,14 kgm/s,D,p,A,4 kgm/s，,p,B,17 kgm/s,解析：,从碰撞客观实际出发，由于,A,追上,B,发生碰撞，碰,后,A,的速度必等于或小于,B,的速度，且两球质量相等，故,B 选,项错误；由碰撞动量守恒验证，D 选项错误；再从碰撞中动能,关系，即,碰后总动能只有守恒或减少来看，,C,选项错误，,A,选,项正确,答案：,A,9向空中发射一物体，不计空气阻力当此物体的速度恰,好沿水平方向时，炸成,a,、,b,两块炸后瞬间，若质量较大的,a,块的速度方向仍沿原来的方向，则下列判断正确的是(,),A炸后瞬间，,b,块的速度方向一定与原速度方向相反,B,a,、,b,一定同时到达水平地面,C从炸裂到落地的这段时间里，,a,飞行的水平距离一定比,b,飞行的水平距离大,D在爆炸过程中，,a,、,b,受到的爆炸力的冲量一定相同,解析：,根据动量守恒定律，规定炸弹原来运动方向向右，,且为正方向,设爆炸后,a,、,b,的速度大小分别为,v,a,、,v,b,则,(,m,a,m,b,),v,m,a,v,a,m,b,v,b,.,爆炸后由于不知道爆炸释放的能量多少，若释放,能量很大，则完全有可能使,b,反冲向左运动，,A 错误；爆炸后,a,、,b,均做平抛运动，同一高度则平抛落地的时间必定相同，,B,正确；由,守恒式以及,m,a,m,b,无法判定,v,a,和,v,b,的大小关系，水,平方向匀速运动的位移无法确定，C,错误；爆炸过程,a,、,b,系统,动量守恒，爆炸力对,a,、,b,的冲量必定等大反向，,D 错误,答案：,B,10如图 615 所示，在光滑水平面上质量为,M,的玩具,炮，以射角,发射一颗质量为,m,的炮弹，炮弹离开炮口时的对,地速度为,v,0,.,求玩具炮后退的速度,v,.,图 615,解：,炮弹出口时速度,v,0,可分解为竖直向上的分量,v,y,和水平,向右的分量,v,x,.,取炮和炮弹为系统，初始时系,统动量为零，炮弹,出口时炮弹有竖直向上的动量,m,v,y,，而炮车在竖直方向上却没,有方向相反的动量，因此在竖直分方向上系统的动量不守恒,由于在水平方向上水平面光滑无外力，炮车和炮弹组成的系统,在水平分方向上动量守恒设水平向左为正方向，据动量守恒,热点 1,动量守恒定律的简单应用,【例,1,】,(201,1,年山东卷,),如图,616 所,示，甲、乙两船的,总质量(包括船、人和货物)分别为 10,m,、12,