第一章 动量守恒定律 章末复习(课件)-2021-2022学年【扬帆起航系列】人教版(2019)高中物理 选择性必修 第一册 (共45张PPT)
文档属性
| 名称 | 第一章 动量守恒定律 章末复习(课件)-2021-2022学年【扬帆起航系列】人教版(2019)高中物理 选择性必修 第一册 (共45张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-26 10:08:11 | ||
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文档简介
(共45张PPT)
人教版（2019）高中物理选择性必修第一册
第一章 动量守恒定律
章 末 复 习
授课人：扬帆起航
知识网络
目录
动量和动量定理
动量守恒定律
物理模型归纳
综合题可视化
1
2
3
4
教材及考情分析
2020版课程标准要求
1. 理解动量和冲量
2. 理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象。
3. 定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
1
动量和动量定理
基础知识回顾
易错点：（1）动量与动能的区别；（2）冲量与功的区别；（3）应用动量定理时：受力分析时漏掉重力；没有规定好正方向而出错；计算题作答时容易忽略方向的描述。
1、动量、动能及动量变化量的比较
例1．(多选)关于动量的变化，下列说法中正确的是 ( )
A．做直线运动的物体速度增大时，动量的增量Δp的方向与运动方向相同
B．做直线运动的物体速度减小时，动量的增量Δp的方向与运动方向相反
C．物体的速度大小不变时，动量的增量Δp为零
D．物体做平抛运动时，动量的增量一定不为零
ABD
【解析】当做直线运动的物体的速度增大时，其末态动量p2大于初态动量p1，由矢量的运算法则可知Δp＝p2－p1＞0，与物体运动方向相同，如图(a)所示，所以A选项正确。当做直线运动的物体速度减小时，p2＜p1，如图(b)所示，Δp与p1(或p2)方向相反，与运动方向相反，故B选项正确。当物体的速度大小不变时，其方向可能变化，也可能不变化，故动量可能不变化即Δp＝0，也可能动量大小不变而方向变化，此种情况Δp≠0，故C选项错误。当物体做平抛运动时，速度的大小和方向变化，即动量一定变化，Δp一定不为零，如图(c)所示，故D选项正确。
例2．如图所示，一质量为m的滑块沿光滑的水平面以速度v0运动。遇到竖直的墙壁被反弹回来，返回的速度变为v0，则以下说法正确的是( )
B
(1)应用I＝Δp求变力的冲量
如果物体受到大小或方向改变的力的作用，则不能直接用I＝Ft求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化Δp，等效代换变力的冲量I。
(2)应用Δp＝FΔt求动量的变化
在曲线运动中，速度方向时刻在变化，求动量变化(Δp＝p2－p1)需要应用矢量运算方法，计算比较复杂，如果作用力是恒力，可以求恒力的冲量，等效代换动量的变化。
2.动量定理的两个重要应用
例3．(2020·济宁质检)1998年6月18日，国产轿车在清华大学汽车工程研究所进行的整车安全性碰撞试验取得成功，被誉为“中国轿车第一撞”。在碰撞过程中，关于安全气囊对驾驶员保护作用的说法正确的是( )
A．减小了驾驶员的动量变化量
B．减小了驾驶员的动量变化率
C．减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D．延长了撞击力的作用时间，从而使得驾驶员的动量变化量更大
B
【解析】在碰撞过程中，驾驶员的动量变化量是一定的，而使用安全气囊后增加了撞击力作用的时间，根据动量定理Ft＝Δp可知，安全气囊可以减小驾驶员受到的冲击力，即减小了驾驶员的动量变化率，故B正确，A、C、D错误。
例4、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为( )
A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg
C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg
B
解析：根据动量定理有FΔt＝Δmv－0，解得 1.6×103 kg/s，所以选项B正确。
(1)用动量定理解题的基本思路
(2)对过程较复杂的运动，可分段用动量定理，也可整个过程用动量定理。
方法总结
2
动量守恒定律
基础知识回顾
基础知识回顾
易错点：（1）无法从实验原理的角度灵活进行变通，分析在不同条件下的表达式；（2）应该用题目中所给的物理量进行作答；（3）注意实验误差来源及减小误差的方法。
1．动量守恒定律的内容
如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
2．动量守恒的数学表达式
(1)p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)。
(2)Δp＝0(系统总动量变化为零)。
(3)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小相等，方向相反)。
一、动量守恒定律
3．动量守恒的条件
(1)系统不受外力或所受外力之和为零时，系统的动量守恒。
(2)系统所受外力之和不为零，但当内力远大于外力时系统动量近似守恒。
(3)系统所受外力之和不为零，但在某个方向上所受合外力为零或不受外力，或外力可以忽略，则在这个方向上，系统动量守恒。
1．碰撞
(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象。
(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。
二、动量守恒定律的应用
(3)分类：
2.反冲运动
(1)物体在内力作用下分裂为两个不同部分，并且这两部分向相反方向运动的现象。
(2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理。
3．爆炸问题
(1)爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量守恒。
(2)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。
例5、(多选)如图所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，人和车都处于静止状态。一个人站在车上用大锤敲打车的左端，在连续的敲打下，下列说法正确的是( )
A．车左右往复运动
B．车持续向右运动
C．大锤、人和平板车组成的系统水平方向动量守恒
D．当大锤停止运动时，人和车也停止运动
ACD
【解析】把人和车看成一个整体，用大锤连续敲打车的左端，根据系统水平方向受力为零，则沿该方向动量守恒，又由系统水平方向总动量为零，则当锤头敲打下去时，大锤向右运动，小车就向左运动，抬起锤头时大锤向左运动，小车向右运动，所以平板车在水平面上左右往复运动，当大锤停止运动时，人和车也停止运动，A、C、D正确。
3
物理模型归纳
物理模型归纳
滑块-木板模型
子弹打木块模型
滑块-弹簧模型
滑块-弧面模型
滑块-单摆模型
人船模型
物理模型归纳
从小球开始运动到二者共速的过程，可以看作“完全非弹性碰撞”
从小球开始运动到小球又返回底面的过程，可以看作“弹性碰撞”
物理模型归纳
多物体多过程综合题
火箭反冲运动易错点
① 变质量问题；
② 方向性问题；
③ 相对/地速度。
例6、(2020·郑州高三质量预测)如图所示，质量为m＝245 g的物块(可视为质点)放在质量为M＝0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4。质量为m0＝5 g的子弹以速度v0＝300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g取10 m/s2。子弹射入后，求：
(1)子弹进入物块后子弹和物块一起向右滑行的最大速度v1；
(2)木板向右滑行的最大速度v2。
【答案】(1)6 m/s (2)2 m/s
【解析】(1)子弹进入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度，由动量守恒可得
m0v0＝(m0＋m)v1，解得v1＝6 m/s。
(2)当子弹、物块、木板三者同速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得
(m0＋m)v1＝(m0＋m＋M)v2，
解得v2＝2 m/s。
例7.(2019·宁夏石嘴山三中期末)两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后二者会粘连在一起运动。则下列说法正确的是( )
A．B、C碰撞刚结束时的共同速度为3 m/s
B．弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为3 m/s
C．弹簧的弹性势能最大值为36 J
D．弹簧再次恢复原长时A、B、C三物块速度相同
B
例8.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失，取重力加速度g＝10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
B
4
综合题可视化
1．如图所示，一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P、Q两物块的质量分别为m和4m，Q静止于斜面上A处。某时刻，P以沿斜面向上的速度v0与Q发生弹性碰撞。Q与斜面间的动摩擦因数等于tanθ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点，斜面足够长，Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。
(1)求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小vP1、vQ1；
(2)求第n次碰撞使物块Q上升的高度hn；
(3)求物块Q从A点上升的总高度H；
综合题可视化（一）
P
Q
v0
(1)求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小vP1、vQ1；
动量守恒：
能量守恒：
解得：
弹性碰撞
P
Q
v0
(2)求第n次碰撞使物块Q上升的高度hn；
通过对前三次的计算分析，不难发现，每次碰后物块Q上升的高度为等比数列：
P
Q
P
Q
v0
(3)求物块Q从A点上升的总高度H；
解法1：比数列求和公式计算：
解法2：能量守恒定律求解：
2．如图所示，在光滑水平面上有一质量为2018m的木板，板上有2018块质量均为m的相同木块1、2、…、2018．最初木板静止，各木块分别以v、2v、…、2018v同时向同一方向运动，木块和木板间的动摩擦因数为μ，且木块间不发生碰撞和离开木板的现象．求：
(1)最终木板的速度；
(2)第一块木块相对木板滑动的时间；
(3)运动中第88块木块的最小速度．
综合题可视化（二）
(1)最终木板的速度；
开始阶段小木块减速，木板加速，最终达到共速，系统动量守恒：
2018 m
m
m
m
m
m
f
2018f
(2)第一块木块相对木板滑动的时间；
第一块木板匀减速，直到与木板共速：
2018 m
m
f
2018f
(3)运动中第88块木块的最小速度．
2018 m
m
m
m
m
m
f
2018f
······
v
t
物块与木板达到共速之后，则一起加速（可以证明不会相对滑动），此时后一个木块速度比前一个多v（从v-t图像可以看出）。
思维导图
人教版（2019）高中物理选择性必修第一册
第一章 动量守恒定律
章 末 复 习
授课人：扬帆起航
知识网络
目录
动量和动量定理
动量守恒定律
物理模型归纳
综合题可视化
1
2
3
4
教材及考情分析
2020版课程标准要求
1. 理解动量和冲量
2. 理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象。
3. 定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
1
动量和动量定理
基础知识回顾
易错点：（1）动量与动能的区别；（2）冲量与功的区别；（3）应用动量定理时：受力分析时漏掉重力；没有规定好正方向而出错；计算题作答时容易忽略方向的描述。
1、动量、动能及动量变化量的比较
例1．(多选)关于动量的变化，下列说法中正确的是 ( )
A．做直线运动的物体速度增大时，动量的增量Δp的方向与运动方向相同
B．做直线运动的物体速度减小时，动量的增量Δp的方向与运动方向相反
C．物体的速度大小不变时，动量的增量Δp为零
D．物体做平抛运动时，动量的增量一定不为零
ABD
【解析】当做直线运动的物体的速度增大时，其末态动量p2大于初态动量p1，由矢量的运算法则可知Δp＝p2－p1＞0，与物体运动方向相同，如图(a)所示，所以A选项正确。当做直线运动的物体速度减小时，p2＜p1，如图(b)所示，Δp与p1(或p2)方向相反，与运动方向相反，故B选项正确。当物体的速度大小不变时，其方向可能变化，也可能不变化，故动量可能不变化即Δp＝0，也可能动量大小不变而方向变化，此种情况Δp≠0，故C选项错误。当物体做平抛运动时，速度的大小和方向变化，即动量一定变化，Δp一定不为零，如图(c)所示，故D选项正确。
例2．如图所示，一质量为m的滑块沿光滑的水平面以速度v0运动。遇到竖直的墙壁被反弹回来，返回的速度变为v0，则以下说法正确的是( )
B
(1)应用I＝Δp求变力的冲量
如果物体受到大小或方向改变的力的作用，则不能直接用I＝Ft求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化Δp，等效代换变力的冲量I。
(2)应用Δp＝FΔt求动量的变化
在曲线运动中，速度方向时刻在变化，求动量变化(Δp＝p2－p1)需要应用矢量运算方法，计算比较复杂，如果作用力是恒力，可以求恒力的冲量，等效代换动量的变化。
2.动量定理的两个重要应用
例3．(2020·济宁质检)1998年6月18日，国产轿车在清华大学汽车工程研究所进行的整车安全性碰撞试验取得成功，被誉为“中国轿车第一撞”。在碰撞过程中，关于安全气囊对驾驶员保护作用的说法正确的是( )
A．减小了驾驶员的动量变化量
B．减小了驾驶员的动量变化率
C．减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D．延长了撞击力的作用时间，从而使得驾驶员的动量变化量更大
B
【解析】在碰撞过程中，驾驶员的动量变化量是一定的，而使用安全气囊后增加了撞击力作用的时间，根据动量定理Ft＝Δp可知，安全气囊可以减小驾驶员受到的冲击力，即减小了驾驶员的动量变化率，故B正确，A、C、D错误。
例4、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为( )
A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg
C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg
B
解析：根据动量定理有FΔt＝Δmv－0，解得 1.6×103 kg/s，所以选项B正确。
(1)用动量定理解题的基本思路
(2)对过程较复杂的运动，可分段用动量定理，也可整个过程用动量定理。
方法总结
2
动量守恒定律
基础知识回顾
基础知识回顾
易错点：（1）无法从实验原理的角度灵活进行变通，分析在不同条件下的表达式；（2）应该用题目中所给的物理量进行作答；（3）注意实验误差来源及减小误差的方法。
1．动量守恒定律的内容
如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
2．动量守恒的数学表达式
(1)p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)。
(2)Δp＝0(系统总动量变化为零)。
(3)Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量增量大小相等，方向相反)。
一、动量守恒定律
3．动量守恒的条件
(1)系统不受外力或所受外力之和为零时，系统的动量守恒。
(2)系统所受外力之和不为零，但当内力远大于外力时系统动量近似守恒。
(3)系统所受外力之和不为零，但在某个方向上所受合外力为零或不受外力，或外力可以忽略，则在这个方向上，系统动量守恒。
1．碰撞
(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象。
(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。
二、动量守恒定律的应用
(3)分类：
2.反冲运动
(1)物体在内力作用下分裂为两个不同部分，并且这两部分向相反方向运动的现象。
(2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理。
3．爆炸问题
(1)爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量守恒。
(2)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。
例5、(多选)如图所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，人和车都处于静止状态。一个人站在车上用大锤敲打车的左端，在连续的敲打下，下列说法正确的是( )
A．车左右往复运动
B．车持续向右运动
C．大锤、人和平板车组成的系统水平方向动量守恒
D．当大锤停止运动时，人和车也停止运动
ACD
【解析】把人和车看成一个整体，用大锤连续敲打车的左端，根据系统水平方向受力为零，则沿该方向动量守恒，又由系统水平方向总动量为零，则当锤头敲打下去时，大锤向右运动，小车就向左运动，抬起锤头时大锤向左运动，小车向右运动，所以平板车在水平面上左右往复运动，当大锤停止运动时，人和车也停止运动，A、C、D正确。
3
物理模型归纳
物理模型归纳
滑块-木板模型
子弹打木块模型
滑块-弹簧模型
滑块-弧面模型
滑块-单摆模型
人船模型
物理模型归纳
从小球开始运动到二者共速的过程，可以看作“完全非弹性碰撞”
从小球开始运动到小球又返回底面的过程，可以看作“弹性碰撞”
物理模型归纳
多物体多过程综合题
火箭反冲运动易错点
① 变质量问题；
② 方向性问题；
③ 相对/地速度。
例6、(2020·郑州高三质量预测)如图所示，质量为m＝245 g的物块(可视为质点)放在质量为M＝0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4。质量为m0＝5 g的子弹以速度v0＝300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g取10 m/s2。子弹射入后，求：
(1)子弹进入物块后子弹和物块一起向右滑行的最大速度v1；
(2)木板向右滑行的最大速度v2。
【答案】(1)6 m/s (2)2 m/s
【解析】(1)子弹进入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度，由动量守恒可得
m0v0＝(m0＋m)v1，解得v1＝6 m/s。
(2)当子弹、物块、木板三者同速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得
(m0＋m)v1＝(m0＋m＋M)v2，
解得v2＝2 m/s。
例7.(2019·宁夏石嘴山三中期末)两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后二者会粘连在一起运动。则下列说法正确的是( )
A．B、C碰撞刚结束时的共同速度为3 m/s
B．弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为3 m/s
C．弹簧的弹性势能最大值为36 J
D．弹簧再次恢复原长时A、B、C三物块速度相同
B
例8.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失，取重力加速度g＝10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
B
4
综合题可视化
1．如图所示，一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P、Q两物块的质量分别为m和4m，Q静止于斜面上A处。某时刻，P以沿斜面向上的速度v0与Q发生弹性碰撞。Q与斜面间的动摩擦因数等于tanθ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点，斜面足够长，Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。
(1)求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小vP1、vQ1；
(2)求第n次碰撞使物块Q上升的高度hn；
(3)求物块Q从A点上升的总高度H；
综合题可视化（一）
P
Q
v0
(1)求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小vP1、vQ1；
动量守恒：
能量守恒：
解得：
弹性碰撞
P
Q
v0
(2)求第n次碰撞使物块Q上升的高度hn；
通过对前三次的计算分析，不难发现，每次碰后物块Q上升的高度为等比数列：
P
Q
P
Q
v0
(3)求物块Q从A点上升的总高度H；
解法1：比数列求和公式计算：
解法2：能量守恒定律求解：
2．如图所示，在光滑水平面上有一质量为2018m的木板，板上有2018块质量均为m的相同木块1、2、…、2018．最初木板静止，各木块分别以v、2v、…、2018v同时向同一方向运动，木块和木板间的动摩擦因数为μ，且木块间不发生碰撞和离开木板的现象．求：
(1)最终木板的速度；
(2)第一块木块相对木板滑动的时间；
(3)运动中第88块木块的最小速度．
综合题可视化（二）
(1)最终木板的速度；
开始阶段小木块减速，木板加速，最终达到共速，系统动量守恒：
2018 m
m
m
m
m
m
f
2018f
(2)第一块木块相对木板滑动的时间；
第一块木板匀减速，直到与木板共速：
2018 m
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2018f
(3)运动中第88块木块的最小速度．
2018 m
m
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2018f
······
v
t
物块与木板达到共速之后，则一起加速（可以证明不会相对滑动），此时后一个木块速度比前一个多v（从v-t图像可以看出）。
思维导图