第1章动量及其守恒定律阶段复习课件（21张ppt ）

(共21张PPT)
阶段复习课 第1章
素养一　物理观念
考点 动量守恒条件的扩展应用
1.动量守恒定律成立的条件:
(1)系统不受外力或所受外力的合力为零。
(2)系统的内力远大于外力。
(3)系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为0。
2.动量守恒定律的研究对象是系统。研究多个物体组成的系统时,必须合理选择系统,分清系统的内力与外力,然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件。
【素养评价】
1.一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 (　　)
【解析】选B。弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力,故爆炸瞬间动量守恒。因两弹
片均水平飞出,飞行时间t= =1 s,取向右为正方向,由水平速度v= 知,
选项A中,v甲=2.5 m/s,v乙=-0.5 m/s;选项B中,v甲=2.5 m/s,v乙=0.5 m/s;选项C
中,v甲=1 m/s,v乙=2 m/s;选项D中,v甲=-1 m/s,v乙=2 m/s。因爆炸瞬间动量守
恒,故mv=m甲v甲+m乙v乙,其中m甲= m,m乙= m,v=2 m/s,代入数值计算知选
项B正确。
2.如图所示,一辆砂车的总质量为M,静止于光滑的水平面上。一个质量为m的物体A以速度v落入砂车中,v与水平方向成θ角,求物体落入砂车后车的速度v′。
【解析】物体和车作用时总动量不守恒,而水平面光滑,系统在水平方向上动量
守恒,即mvcosθ=(M+m)v′,得v′= 方向与v的水平分量方向相同。
答案: 方向与v的水平分量方向相同
【补偿训练】
　　(多选)如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球拉开一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中 (　　)
A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒
B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统在水平方向
上动量守恒
C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零
D.在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反
【解析】选B、D。以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方向上不受外力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒。由于初始状态小车与小球均静止,所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相反,所以A、C错,B、D对。
素养二　科学思维
考点1 多物体、多过程动量守恒定律的应用
　求解这类问题时应注意:
(1)正确分析作用过程中各物体运动状态的变化情况。
(2)分清作用过程中的不同阶段,并按作用关系将系统内的物体分成几个小系统。
(3)对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态,分别列动量守恒方程。
【素养评价】
1.如图所示,A、B两个木块质量分别为2 kg与0.9 kg,A、B与水平地面间接触光滑,上表面粗糙,质量为0.1 kg的铁块以10 m/s的速度从A的左端向右滑动,最后铁块与B的共同速度大小为0.5 m/s,求:
(1)A的最终速度大小;
(2)铁块刚滑上B时的速度大小。
【解析】(1)选铁块和木块A、B为一系统,取水平向右为正方向,
由系统总动量守恒得:mv=(MB+m)vB+MAvA
可求得:vA=0.25 m/s
(2)设铁块刚滑上B时的速度为u,此时A、B的速度均为vA=0.25 m/s。
由系统动量守恒得:mv=mu+(MA+MB)vA
可求得u=2.75 m/s
答案:(1)0.25 m/s　(2)2.75 m/s
2.如图所示,光滑水平面上有三个木块A、B、C,质量分别为mA=mC=2m、mB=m。A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧(弹簧与木块不拴接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三木块速度恰好相同,求B与C碰撞前B的速度。
【解析】细绳断开后,在弹簧弹力的作用下,A做减速运动,B做加速运动,最终三
者以共同速度向右运动,设共同速度为v,A和B分开后,B的速度为vB,对三个木块
组成的系统,整个过程总动量守恒,取v0的方向为正方向,则有(mA+mB)v0=
(mA+mB+mC)v,对A、B两个木块,分开过程满足动量守恒,则有(mA+mB)v0=mAv+mBvB,
联立以上两式可得:B与C碰撞前B的速度为vB= v0。
答案: v0
考点2 动量守恒定律应用中的临界问题分析
　分析临界问题的关键是寻找临界状态,在动量守恒定律的应用中,常常出现相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向等临界状态,其临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系,这些特定关系的判断是求解这类问题的关键。
【素养评价】
1.如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车总质量共为M=30 kg,乙和他的冰车总质量也是30 kg。游戏时,甲推着一个质量为m=15 kg的箱子和他一起以v0=2 m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处,乙迅速抓住。不计冰面摩擦。
(1)若甲将箱子以速度v推出,甲的速度变为多少 (用字母表示)。
(2)设乙抓住迎面滑来的速度为v的箱子后反向运动,乙抓住箱子后的速度变为多少 (用字母表示)
(3)若甲、乙最后不相撞,则箱子被推出的速度至少多大
【解析】(1)甲将箱子推出的过程,甲和箱子组成的系统动量守恒,以v0的方向
为正方向,由动量守恒定律得:(M+m)v0=mv+Mv1 ①
解得v1= ②
(2)箱子和乙作用的过程动量守恒,以箱子的速度方向为正方向,由动量守恒定
律得:
mv-Mv0=(m+M)v2 ③
解得v2= ④
(3)甲、乙不相撞的条件是v1≤v2 ⑤
其中v1=v2为甲、乙恰好不相撞的条件。
联立②④⑤三式,并代入数据得
v≥5.2 m/s。
答案:(1) 　(2) 　 (3)5.2 m/s
2.两磁铁分别放在两辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为1 kg,两磁铁的N极相对。推动一下,使两车相向运动,某时刻甲的速率为2 m/s,乙的速率为3 m/s,方向与甲相反,两车运动过程中始终未相碰。则:
(1)两车最近时,乙的速度为多大
(2)甲车开始反向时,乙的速度为多大
【解析】(1)两车相距最近时,两车的速度相同,设该速度为v,取刚开始运动时
乙车的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m乙v乙-m甲v甲=(m甲+m乙)v
所以两车最近时,乙车的速度为
(2)甲车开始反向时,其速度为0,设此时乙车的速度为v乙′,取刚开始运动时乙车的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m乙v乙-m甲v甲=m乙v乙′
解得v乙′=2 m/s
答案:(1) m/s　(2)2 m/s