【备考2022】高考物理一轮复习学案 6.2 动量守恒定律应用及其验证机械能守恒定律 有解析.doc

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1、【备考2022】高考物理一轮复习学案6.2 动量守恒定律应用&及其验证动量守恒定律知识框架所受外力的矢量和为零不受外力守恒不增加守恒增加守恒可能增加m1v1+m2v2典例精讲-p2过关训练所受合外力为零外力为零远大于考题预测核心素养核心素养一 动量守恒定律的四个特性:(1)矢量性:守恒方程为矢量式,应统一正方向。(2)瞬时性:每一时刻的总动量都和初始时刻的总动量相等。(3)同一性:各物体的速度必须相对同一参考系。(4)普适性:不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统。核心素养二 应用动量守恒定律的三点注意:(1)研究对象为系统,而不是单个物体。(2)是系统总动量守恒,还

2、是某个方向上动量守恒。(3)系统中各物体的速度是否相对于同一参考系。典例精讲1如图所示，A、B两物体质量之比mAmB32，原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑当弹簧突然被释放后，以下系统动量不守恒的是()A若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统B若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统解析：如果A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，弹簧被释放后，A、B分别相对C向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FA向右，FB向左，由于mAmB32，所以FA

3、FB32，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒；对A、B、C组成的系统，A与C、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒；若A、B所受的摩擦力大小相等，则A、B组成的系统所受的外力之和为零，故其动量守恒综上所述，A正确答案：A2“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度为()A3v0vB2v03vC3v02v D2v

4、0v解析：取水平向东为正方向，爆炸过程系统动量守恒，3mv02mvmvx，可得vx3v02v，C正确答案：C过关训练一、解答题1如图所示，光滑水平面上小球A、B分别以、的速率相向运动，碰撞后B球静止已知碰撞时间为，A、B的质量均为求：碰撞后A球的速度大小；碰撞过程A对B平均作用力的大小2汽车A在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了，A车向前滑动了。已知A和B的质量分别为和。两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小，求(1

5、)碰撞后的瞬间B车速度的大小；(2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。3如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h="0.3" m（h小于斜面体的高度）已知小孩与滑板的总质量为m1="30" kg，冰块的质量为m2="10" kg，小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小g="10" m/s2（i）求斜面体的质量；（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否

6、追上小孩？4如图，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直，a和b相距l，b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为，两物块与地面间的动摩擦因数均相同，现使a以初速度v0向右滑动，此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞重力加速度大小为g，求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件5用两只玩具小车A、B做模拟碰撞实验，玩具小车A、B质量分别为m1=lkg和m2=3kg，把两车放置在相距S =8m的水平面上现让小车A在水平恒力，作用下向着小车B运动，恒力作用t=l s时间后撤去，小车A继续运动与小车B发生碰撞，碰撞后两车粘在一起，滑行d =0. 25m停下已知两车运动所受的阻力均为重力

7、的0.2倍，重力加速度取l0m/s2求：(1)两个小车碰撞后的速度大小；(2)小车A受到的恒力F的大小6一篮球质量为，一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下，反弹高度为。假设地面对篮球的作用力为恒力，作用时间为；重力加速度大小取，不计空气阻力。求：（1）篮球触地前后的动量变化量的大小；（2）地面对篮球的冲量。格致课堂考题预测1质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和圆弧的轨道均光滑如图所示，一个质量为m的小球以速度v0水平冲向小车，当小球返回左端脱离小车时，下列说法中正确的是()A小球一定沿水平方向向左做平抛运动B小球可能沿水平方向向左做平抛运动C小球可能沿水平方向向右做平抛运动

8、D小球可能做自由落体运动2在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比m1m2.3如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中：(1

9、)整个系统损失的机械能；(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能考题预测 参考答案1解析：小球水平冲向小车，又返回左端，到离开小车的整个过程中，系统机械能守恒、水平方向动量守恒，相当于小球与小车发生弹性碰撞如果mM，小球离开小车向左做平抛运动；如果mM，小球离开小车做自由落体运动；如果mM，小球离开小车向右做平抛运动答案：BCD2解析：从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球A和B的速度大小保持不变根据它们通过的路程，可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为41.设碰撞后小球A和B的速度分别为v1和v2，在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能相等，则有m1v0m1v1m2v2m1v02m1v12m2v22利

10、用4，可解出m1m221.答案： 213解析：(1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv02mv1此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，损失的机械能为E.对B、C组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得mv12mv2mv12E(2m)v22联立式得Emv02(2)由式可知v2<v1，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此速度为v3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为Ep.由动量守恒和能量守恒定律得mv03mv3mv02E(3m)v32Ep联立式得Epmv02答案：(1)mv02(2)mv02过关训练 参考答案1

11、(1) (2)【详解】、B系统动量守恒，设B的运动方向为正方向由动量守恒定律得解得；对B，由动量定理得，解得；2(1)3m/s；(2)4.25m/s【分析】两车碰撞过程动量守恒，碰后两车在摩擦力的作用下做匀减速运动，利用运动学公式可以求得碰后的速度，然后在计算碰前A车的速度。【详解】(1)设B车质量为mB，碰后加速度大小为aB，根据牛顿第二定律有式中是汽车与路面间的动摩擦因数。设碰撞后瞬间B车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有联立两式并利用题给数据得(2)设A车的质量为mA，碰后加速度大小为aA。根据牛顿第二定律有设碰撞后瞬间A车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有设

12、碰撞后瞬间A车速度的大小为，两车在碰撞过程中动量守恒，有联立并利用题给数据得3（i）20 kg （ii）不能【详解】试题分析：设斜面质量为M，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒：系统机械能守恒：解得：人推冰块的过程： ,得（向右）冰块与斜面的系统：解得：（向右）因，且冰块处于小孩的后方，则冰块不能追上小孩考点：动量守恒定律、机械能守恒定律4物块与地面间的动摩擦因数满足的条件是【详解】试题分析：设物块与地面间的动摩擦因数为，要使物块a、b能够发生碰撞，应有：mv02mgl即设a与b碰撞前的速度为v1，由能量守恒得：m v02=mgl+mv12设a与b碰撞前向的瞬间，速度大小分别为va、vb，根据

13、动量守恒定律和能量守恒定律得：mv1=mva+mvbmv12=mva2+×mvb2；联立式解得：vb=v1碰后，b没有与墙发生碰撞，即b在达到墙前静止，由功能关系得：联立式，得：联立式，a与b发生碰撞、但b没有与墙发生碰撞的条件为：考点：动量守恒定律；能量守恒定律【名师点睛】该题要按时间顺序分析物体的运动过程和物理规律，知道弹性碰撞过程遵守动量守恒和能量守恒，要结合几何关系分析b与墙不相撞的条件5（1）1m/s （2）【详解】解：（1）两小车碰撞后的滑行过程中，有 解得 v3=1m/s （2）两车碰撞过程中，有 解得 v2=4m/s 恒力作用过程有 撤去F至二车相碰过程有 解得 6（1）；（2）【详解】（1）设篮球触地前后速度分别为和，由机械能守恒定律得则竖直向下则竖直向上 解得（2）取向上为正方向，由动量定理得解得地面对篮球的冲量方向竖直向上