高考物理总复习专题6动量第2讲动量观点的综合应用市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖课件.pptx

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,*,*,*,第2讲动量观点综合应用,【考纲解读】1.掌握碰撞、爆炸与反冲特点和恪守规律；2.会处理动量守恒与机械能守恒或能量守恒综合应用问题；3.能用动力学、能量、动量三大观点分析和处理力学综合题,1/74,一、碰撞,1碰撞现象,两个或两个以上物体在相遇_时间内产生_相互作用过程,2碰撞特征,(1)作用时间_,(2)作用力改变_,考点O讲堂梳理自查,极短,非常大,短,快,2/74,(3)内力_外力,(4)满足_,3碰撞分类及特点,(1)弹性碰撞：动量_，机械能_,(2)非弹性碰撞：动量_，机械能_,(3)完全非弹性碰撞：动量_，机械能损失_,远大于,动量守恒,守恒,守恒,守恒,不守恒,守恒,最多,3/74,二、爆炸现象：,爆炸过程中内力远大于外力，爆炸各部分组成系统总动量_,三、反冲运动,1物体在内力作用下分裂为两个不一样部分而且这两部分向_方向运动现象,2反冲运动中，相互作用力普通较大，通常能够用_定律来处理,守恒,相反,动量守恒,4/74,1,对碰撞和反冲中动量守恒考查,(多项选择),以下相互作用过程中，能够认为系统动量守恒是(),5/74,6/74,【解析】,男孩和女孩都站在滑轮上，男孩推女孩过程中，能够认为他们所受协力为零，动量守恒；面粉袋放在地面上，在子弹穿过面粉袋过程中，面粉袋受到地面摩擦力作用，子弹和面粉袋系统动量不守恒；太空人在舱外所受协力为零，发射子弹时，系统动量守恒；两辆汽车受到地面摩擦力作用，碰撞时动量不守恒选项A、C正确,7/74,2.,对碰撞种类和情景考查,(多项选择),在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，以下现象可能是(),A若两球质量相同，碰后以某一相等速率相互分开,B若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行,C若两球质量不一样，碰后以某一相等速率相互分开,D若两球质量不一样，碰后以某一相等速率同向而行,【答案】,AD,8/74,【解析】,两球质量,m,1,、,m,2,大小关系未知，以相等速率相向碰撞，碰撞后状态取决于两个原因，其一是两球质量关系，如,m,1,m,2,，,m,1,m,2,，,m,1,m,2,；其二是碰撞过程中能量损失情况，如完全弹性碰撞，完全非弹性碰撞，普通碰撞若,m,1,m,2,，且是完全弹性碰撞，由动量守恒定律和动能定理能够得到两球分别以原来相等速率反向运动，所以选项A是可能；在两球发生完全非弹性碰撞时，由动量守恒定律得,m,1,v,m,2,v,(,m,1,m,2,),v,共,若,m,1,m,2,时，则,v,共,0，故选项B不正确若,m,1,m,2,时，则,v,共,0，故选项D是可能当,m,1,m,2,时，,m,1,v,1,m,2,v,2,0系统总动量与,m,1,v,1,同向，若两球碰撞后以某一相等速率,v,分开，则碰后系统总动量为,m,1,v,m,2,v,0，说明了系统总动量在碰后改变了方向，这是违反了动量守恒定律，所以选项C不可能，故本题正确答案为AD,9/74,3.,对碰撞规律考查,如图所表示，在光滑水平面上质量分别为,m,A,2 kg、,m,B,4 kg，速率分别为,v,A,5 m/s，,v,B,2 m/s,A,，,B,两小球沿同一直线相向运动(),A它们碰撞前总动量是18 kg m/s，方向水平向右,B它们碰撞后总动量是18 kg m/s，方向水平向左,C它们碰撞前总动量是2 kg m/s，方向水平向右,D它们碰撞后总动量是2 kg m/s，方向水平向左,10/74,【答案】,C,【解析】,它们碰撞前总动量是2 kg m/s，方向水平向右，,A,、,B,相碰过程中动量守恒，故它们碰撞后总动量是2 kg m/s，方向水平向右，选项C正确,11/74,4,动量守恒和机械能守恒应用,如图所表示，两个半径相同小球,A,，,B,分别被不可伸长细线悬吊着，两个小球静止时，它们刚好接触，且球心在同一条水平线上，两根细线竖直小球,A,质量小于,B,质量现向左移动小球,A,，使悬吊,A,球细线张紧着与竖直方向成某一角度，然后无初速释放小球,A,，两个小球将发生碰撞碰撞过程没有机械能损失，且碰撞前后小球摆动平面不变已知碰撞前,A,球摆动最高点与最低点高度差为,h,.则小球,B,质量越大，碰后(),A,A,上升最大高度,h,A,越大，而且,h,A,可能大于,h,B,A,上升最大高度,h,A,越大，但,h,A,不可能大于,h,C,B,上升最大高度,h,B,越大，而且,h,B,可能大于,h,D,B,上升最大高度,h,B,越大，但,h,B,不可能大于,h,12/74,13/74,考点1碰撞、反冲和爆炸,14/74,15/74,2对反冲现象：系统内不一样部分在强大内力作用下向相反方向运动，系统动量守恒，机械能增加,3爆炸现象：爆炸事件极短，内力远大于外力，所以有：,动量守恒；,动能增加；,位置不变,16/74,例1,甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动，已知它们动量分别是,p,1,5 kgm/s，,p,2,7 kgm/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球动量变为10 kgm/s，则二球质量,m,1,与,m,2,间关系可能是下面哪几个(),A,m,1,m,2,B2,m,1,m,2,C4,m,1,m,2,D6,m,1,m,2,【答案】,C,17/74,18/74,练1,(多项选择),在光滑水平面上，动能为,E,0,、动量大小为,p,0,小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1运动方向相反将碰撞后球1动能和动量大小分别记为,E,1,、,p,1,，球2动能和动量大小分别记为,E,2,、,p,2,，则必有(),A,E,1,E,0,B,p,1,E,0,D,p,2,p,0,【答案】,ABD,19/74,20/74,21/74,1动能定理与动量定理比较,动量是力对时间积累效应，动量大小反应物体能够克服一定阻力运动多久，其改变量用所受冲量来量度；协力冲量等于动量改变(动量定理)，动能是力对空间积累效应，动能大小反应物体能够克服一定阻力运动多远，其改变量用外力对物体做功来量度协力所做功等于动能改变(动能定理),考点2动量与机械能综合问题,22/74,2机械能守恒条件和动量守恒条件比较,机械能是否守恒，决定于是否有重力和弹力以外力做功，而动量是否守恒，决定于是否有外力作用，所以，在利用机械能守恒定律处理问题时，要着重分析力做功情况，看是否有重力和弹力以外力做功；在利用动量守恒定律处理问题时，着重分析系统受力情况(不论是否做功)，并着重分析是否有外力作用或外力之和是否为零，应尤其注意：系统动量守恒时，机械能不一定守恒；一样机械能守恒系统，动量不一定守恒，这是两个守恒定律条件不一样必定结果,23/74,例2,如图所表示，光滑水平地面上静止放置两由弹簧相连木块,A,和,B,，一质量为,m,子弹，以速度,v,0,，水平击中木块,A,，并留在其中，,A,质量为3,m,，,B,质量为4,m,.,(1)求弹簧第一次最短时弹性势能；,(2)何时,B,速度最大，最大速度是多少？,思绪剖析：,(1)子弹击中木块,A,过程中动量守恒吗？第一次最短时,A,组成整体与木块,B,速度有什么关系？(2),A,组成整体与木块,B,相互作用过程中动量和机械能守恒吗？,24/74,25/74,26/74,练2,如图甲所表示，物块,A,，,B,质量分别是,m,A,4.0 kg 和,m,B,3.0 kg，用轻弹簧拴接相连放在光滑水平地面上，物块,B,右侧与竖直墙相接触另有一物块,C,从,t,0时以一定速度向右运动，在,t,4 s 时与物块,A,相碰，并马上与,A,粘在一起不再分开物块,C,v,t,图象如图乙所表示求：,27/74,(1)物块,C,质量,m,C,；,(2)墙壁对物块,B,弹力在 4 s 到12 s 时间内对,B,做功,W,及对,B,冲量,I,大小和方向；,(3),B,离开墙后过程中弹簧含有最大弹性势能,E,p,.,【答案】,(1)2 kg(2)36 Ns，方向向左(3)9 J,【解析】,(1)由题图知，,C,与,A,碰前速度为,v,1,9 m/s，碰后速度为,v,2,3 m/s，,C,与,A,碰撞过程动量守恒,m,C,v,1,(,m,A,m,C,),v,2,得,m,C,2 kg.,28/74,29/74,物体间相互作用，以弹簧弹力形式出现，是动量与机械能经典综合问题它们在物体间相互作用过程中，动能与弹簧势能相互转化，当弹簧弹性势能最大时，弹簧一定是被拉伸到最长或被压缩到最短，此时作用于弹簧上物体速度相同，动量守恒,p,1,p,2,和能量审恒,E,k,E,p,，是处理这类问题基本关系式,30/74,1三大观点对比,考点3力学三大观点应用,物理方法,意义,规律,表示式,应用条件,动力学观点,力瞬时作用效应,牛顿运动定律,F,合,ma,宏观低速环境,能量观点,力对空间累积,动能定理,W,合,E,k,都适用,机械能守恒定律,E,k1,E,p1,E,k2,E,p2,或,E,1,E,2,只有重力或弹力做功,动量观点,力对时间累积,动量定理,I,p,都适用,动量守恒定律,p,1,p,2,p,1,p,2,或,p,1,p,2,系统所受合外力为零,31/74,2.解力学综合问题基本步骤,(1)认真审题，明确题目所述物理情景，确定研究对象,(2)分析研究对象受力情况及运动状态和运动状态改变过程，作草图,(3)依据运动状态改变规律确定解题观点，选择规律,若用力观点解题，要认真分析受力及运动状态改变，关键是求出加速度；若用两大定理求解，应确定过程始、末状态动量(动能)，分析并求出过程中冲量(功)；若判断过程中动量或机械能守恒，依据题意选择适当始、末状态，列守恒关系式，普通这两个守恒定律多用于求某状态速度(率),(4)依据选择规律列式，有时还需挖掘题目中其它条件(如隐含条件、临界条件、几何关系等)列补充方程最终代入数据，计算结果,32/74,例3,如图所表示，水平传送带,AB,长,l,8.3 m，质量为,M,1 kg木块随传送带一起以,v,1,2 m/s速度向左匀速运动(传送带传送速度恒定)，木块与传送带间动摩擦因数,0.5.当木块运动至最左端,A,点时，一颗质量为,m,20 g子弹以,v,0,300 m/s水平向右速度正对射入木块并穿出，穿出速度,u,50 m/s，以后每隔1 s就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块时间极短，且每次射入点各不相同，,g,取10 m/s,2,求：,33/74,(1)在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离,A,点最大距离？,(2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？,(3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带过程中，子弹、木块和传送带这一系统所产生热能是多少？(,g,取10 m/s,2,),【答案】,(1)0.9 m(2)看法析(3)14 155.5 J,【解析】,(1)第一颗子弹射入木块过程中动量守恒,m,v,0,M,v,1,mu,M,v,1,解得,v,1,3 m/s；木块向右做减速运动,34/74,35/74,36/74,37/74,38/74,39/74,练3,如图所表示为某种弹射装置示意图，光滑水平导轨,MN,右端,N,处与水平传送带理想连接，传送带长度,L,4.0 m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率,v,3.0 m/s匀速转动三个质量均为,m,1.0 kg滑块,A,、,B,、,C,置于水平导轨上，开始时滑块,B,、,C,之间用细绳相连，其间有一压缩轻弹簧，处于静止状态滑块,A,以初速度,v,0,2.0 m/s沿,B,，,C,连线方向向,B,运动，,A,与,B,碰撞后黏合在一起，碰撞时间极短，可认为,A,与,B,碰撞过程中滑块,C,速度仍为零因碰撞使连接,B,，,C,细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使,C,与,A,，,B,分离滑块,C,脱离弹簧后以速度,v,C,2.0 m/s滑上传送带，并从右端滑出落至地面上,P,点已知滑块,C,与传送带之间动摩擦因数,0.20，重力加速度,g,取10 m/s,2,.求：,40/74,(1)滑块,C,从传送带右端滑出时速度大小；,(2)滑块,B,、,C,用细绳相连时弹簧弹性势能,E,p,；,(3)若每次试验开始时弹簧压缩情况相同，要使滑块,C,总能落至,P,点，则滑块,A,与滑块,B,碰撞前速度最大值,v,m,是多少？,【答案】,(1)3.0 m/s(2)1.0 J(3)7.1 m/s,41/74,42/74,43/74,44/74,如图所表示，长为,L,、质量为,M,小船停在静水中，质量为,m,人从静止开始从船头走到船尾，不计水阻力，系统不受外力作用，所以水平方向动量守恒任何时刻，设人对地速度大小为,v,人,，船对地速度大小为,v,船,有,考点4人船模型,45/74,46/74,例4,某人在一只静止小车上练习射击船、人连同枪(不包含子弹)及靶总质量,M,，枪内装有,n,颗子弹，每颗质量为,m,，枪口到靶距离为,l,，子弹射出枪口时相对地面速度为,v,，在发射后一颗子弹时，前一颗子弹已陷入靶中则发射完,n,颗子弹后，小车后退距离为多少？(不计水阻力),47/74,48/74,49/74,【答案】,B,50/74,51/74,例5,如图所表示，在光滑水平桌面上，静止放着一质量为980 g长方形匀质木块，现有一颗质量为20 g子弹以300 m/s水平速度沿其轴线射向木块，结果子弹留在木块中没有射出，和木块一起以共同速度运动已知木块沿子弹运动方向长度为10 cm，子弹打进木块深度为6 cm.设木块对子弹阻力保持不变,考点5子弹打木块模型,52/74,(1)求子弹和木块共同速度以及它们在此过程中所增加内能；,(2)若子弹是以400 m/s水平速度从同一方向水平射向该木块，则它能否射穿该木块？,思绪剖析：,子弹射入木块过程中动量守恒吗？子弹射入木块过程中系统所损耗机械能怎样量度？,【答案】,(1)6.0 m/s882 J(2)能够穿透此木块,53/74,54/74,55/74,56/74,57/74,58/74,59/74,子弹打木块模型是两个物体相互作用，因为系统不受外力作用，故而遵从动量守恒定律；因为相互作用力做功，故系统或每个物体动能均发生改变：力对,“,子弹,”,做功量度,“,子弹,”,动能改变；力对,“,木块,”,做功量度,“,木块,”,动能改变；一对恒力做总功量度系统动能改变，而且这一对恒力做功大小可用一个恒力大小与两物体相对位移大小乘积来计算，即阻力和相对位移乘积等于摩擦生热,60/74,例6,如图所表示，质量为,M,，长为,L,木板(端点为,A,、,B,，中点为,O,)在光滑水平面上以,v,0,水平速度向右运动，把质量为,m,、长度可忽略小木块置于,B,端(对地初速度为0)，它与木板间动摩擦因数为,，问,v,0,在什么范围内才能使小木块停在,O,，,A,之间？,思绪剖析：,木块与木板相互作用过程中动量守恒吗？它们之间滑动摩擦力做功等于多少？在两个接触面上因相对滑动而产生热量又是多少？,微课堂,滑板动量模型,61/74,62/74,63/74,64/74,65/74,滑块木板模型是滑块与长木板经过滑动摩擦力相互作用，实现系统机械能部分单向转化为内能，求解这类问题首先要搞清质点物理过程，建立起清楚物理图景，在此基础上依据动量和能量关系列式求解，即由动量守恒,p,1,p,2,和能量守恒,fs,相,E,k,列式处理,66/74,热点题组一碰撞,1,(届广西桂林质检),如图所表示，光滑水平面上有大小相同,A,，,B,两个小球在同一直线上运动两球质量关系为,m,B,2,m,A,，要求向右为正方向，,A,、,B,两球动量均为8 kgm/s运动中两球发生碰撞，碰撞后,A,球动量增量为4 kgm/s，则(),A右方为,A,球，碰撞后,A,，,B,两球速度大小之比为 2,3,B右方为,A,球，碰撞后,A,，,B,两球速度大小之比为 1,6,C左方为,A,球，碰撞后,A,，,B,两球速度大小之比为 2,3,D左方为,A,球，碰撞后,A,，,B,两球速度大小之比为 1,6,模拟精选 组合专练,67/74,【答案】,C,【解析】,A,、,B,两球发生碰撞，要求向右为正方向，由动量守恒定律可得,p,A,p,B,，因为碰后,A,球动量增量为负值，所以右边不可能是,A,球，若是,A,球则动量增量应该是正值，所以碰后,A,球动量为4 kg m/s，所以碰后,B,球动量是增加，为12 kg m/s，因为,m,B,2,m,A,，所以碰撞后,A,、,B,两球速度大小之比2,3，故C项正确,68/74,热点题组二反冲与爆炸,2,(届福建龙岩模拟),一辆小车静置于光滑水平面上，车左端固定有一个水平弹簧枪，车右端有一个网兜若从弹簧枪中发射出一粒弹丸，弹丸恰好能落入网兜中，从弹簧枪发射弹丸以后，以下说法正确是(),A小车先向左运动一段距离然后停下,B小车先向左运动又向右运动，最终回到原位置停下,C小车一直向左运动下去,D小车先向左运动，后向右运动，最终保持向右匀速运动,69/74,【答案】,A,【解析】,车与弹丸组成系统动量守恒，开始系统静止，总动量为零，发射弹丸后，弹丸动量向右，由动量守恒定律可知，车动量向左，车向左运动，从发射弹丸到弹丸落入网兜过程，系统动量守恒，因为初动量为零，则弹丸落入网兜后，系统总动量为零，弹丸落入网兜后，车停顿运动，故选项A正确，B、C、D错误,70/74,热点题组三动量与能量综合,3,(届北京丰台质检),如图所表示，两质量分别为,m,1,和,m,2,弹性小球,A,、,B,叠放在一起，从高度为,h,处自由落下，,h,远大于两小球半径，落地瞬间，,B,先与地面碰撞，后与,A,碰撞，全部碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计已知,m,2,3,m,1,，则,A,反弹后能到达高度为(),A,h,B2,h,C3,h,D4,h,71/74,【答案】,D,72/74,73/74,74/74,