高三物理第二轮专题复习(动量守恒律)通用.pdf
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1、准兑市爱憎阳光实验学校第准兑市爱憎阳光实验学校第 2 2 讲讲动量守恒律动量守恒律1 1【解读】【解读】内容内容知道弹性碰撞和非弹性碰撞弹性碰撞和非弹性碰撞动量守恒律说明:只限于一维理解动量守恒律确实切含义,知道其适用范围掌握动量守恒律解题的一般步骤会用动量守恒律解决一维运动有关问题能力要求能力要求要明确动量守恒律的条件,按照用动量守恒律的解题思路列式,列式时要理解动量守恒律的五性“系统性、条件性、同一性、同时性、矢量性、相对性能用动量守恒律解决人船模型、“合二为一和“一分为二问题考向位考向位如果是非弹性力作用,使机械能转化为物体的内能,机械能有了损失,称为非弹性碰撞此类碰撞过程中,系统动量守
2、恒,机械能有损失,即机械能不守恒完全非弹性碰撞如果相互作用力是完全非弹性力,那么机械能向内能转化量最大,即机械能的损失最大,称为完全非弹性碰撞碰撞物体粘合在一起,具有同一速度 此类碰撞过程中,系统动量守恒,机械能不守恒,且机械能的损失最大2.2.考点整合考点整合考点一碰撞考点一碰撞1 1义:义:相对运动的物体相遇,在极短时间内,通过相互作用,运动状态发生显著变化的过程叫做碰撞2 2碰撞的特点碰撞的特点作用时间极短,内力远大于外力,总动量总是守恒的碰撞过程中,总动能不增因为没有其它形式的能量转化为动能碰撞过程中,当两物体碰后速度相时,即发生完全非弹性碰撞时,系统动能损失最大碰撞过程中,两物体产生
3、的位移可忽略3 3碰撞的分类碰撞的分类。0909卷卷2121质量为 M 的物块以速度 V 运动,与质量为m 的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相,两者质量之比 M/m 可能为 ABA.2 B.3 C.4D.5【解析】此题考查动量守恒.根据动量守恒和能量守恒得设碰撞后两者的动量都为 P,那么总动量为 2P,根据P2 2mEK,以及能量的关系得4P2p2P2M 3,所以 AB2M2m2Mm正确。【答案】AB【指引】判碰撞可能性问题的分析思路判系统动量是否守恒判物理情景是否可行,如追碰后,前球动量不能减小,后球动量在原方向上不能增加;追碰后,后球在原方向的速度不可能大于前球的速度判碰撞前后动能
4、是不增加考点二考点二 动量守恒律动量守恒律弹性碰撞或称完全弹性碰撞如果在弹性力的作用下,只产生机械能的转移,系统内无机械能的损失,称为弹性碰撞或称完全弹性碰撞 此类碰撞过程中,系统动量和机械能同时守恒非弹性碰撞1 1义:义:一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变 即:m1v1 m2v2 m1v1 m2v22 2动量守恒律成立的条件动量守恒律成立的条件系统不受外力或者所受外力之和为零;系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;系统在某一个方向上所受的合外力为零,那么该方向上动量守恒全过程的某一阶段系统受的合外力为零,那么该阶段系统动量守恒3 3其它表达形式:其它表达形式:
5、除了m1v1 m2v2 m1v,即p/1 m2v/21+p2=p1+p2外,p1+p2=0,p1=-p2和m1m v22v1。(2021(2021 期末试题期末试题)如下图 6-2-2 的装置中,木块B 与水平桌面间的接触是光滑的,子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象系统,那么此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中:A、动量守恒、机械能守恒B、动量不守恒、机械能不守恒图 6-2-2C、动量守恒、机械能不守恒D、动量不守恒、机械能守恒【解析】假设以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),从子弹开始射入木块到弹簧压
6、缩至最短时,弹簧固端墙壁对弹簧有外力作用,因此动量不守恒而在子弹射入木块时,存在剧烈摩擦作用,有一能量将转化为内能,机械能也不守恒实际上,在子弹射入木块这一瞬间过程,取子弹与木块为系统那么可认为动量守恒此瞬间弹簧尚未形变 子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中,机械能守恒,但动量不守恒物理规律总是在一条件得出的,因此在分析问题时,不但要弄清取谁作研究对象,还要弄清过程的阶段的选取,判断各阶段满足物理规律的条件【答案】B【指引】机械能守恒是有条件的与动量守恒的条件不同,它适用的条件就是“系统内只有重力或弹力做功,发生动能和势能的相互转化,做题时一要仔细审题,看准题中的系统在哪?并判断是否发生了动能和势
7、能的相互转化。0909物理物理1919如图 19 所示,水平地面上静止放置着物块 B 和 C,相距l=1.0m。物块 A 以速度v0=10m/s 沿水平方向与 B 正碰。碰撞后 A 和 B 牢固地粘在一起向右运动,并再与 C 发生正碰,碰后瞬间 C 的速度v=2.0m/s。A 和 B的质量均为 m,C 的质量为 A 质量的 k 倍,物块与地面的动摩擦因数=0.45.设碰撞时间很短,g 取 10m/s21计算与 C 碰撞前瞬间 AB 的速度;2根据 AB 与 C 的碰撞过程分析 k 的取值范围,并讨论与 C 碰撞后 AB 的可能运动方向。【解析】设 AB 碰撞后的速度为 v1,AB 碰撞过程由动
8、量守恒律得设与 C 碰撞前瞬间 AB 的速度为 v2,由动能理得联立以上各式解得v2 4m/s假设 AB 与 C 发生完全非弹性碰撞,由动量守恒律得代入数据解得k 2此时 AB 的运动方向与 C 相同假设 AB 与 C 发生弹性碰撞,由动量守恒和能量守恒得联人船模型是动量守恒律的拓展用,将速度与质量的关系推广到位移与质量,做这类题目,首先要画好示意图,要注意两个物体相对于地面的移动方向和两个物体位移大小之间的关系一个原来静止的系统,由于某一的运动而对另一有冲量,使另一也跟着运动,假设现象中满足动量守恒,那么有m11-m22=0,1=分析内力和外力的情况,判断是否符合守恒条件;选正方向,确初、末
9、状态的动量,最后根据动量守恒律列议程求解不管相互作用力是恒力还是变力,都可以使用动量守恒律用动量守恒律求解时,只需要考虑过程的始末状态,不需要考虑过程的细节这是它的优点所在,律的表述式是一个矢量式,用时要特别注意方向1 1动量守恒律解“人船模型问题动量守恒律解“人船模型问题2 2根据动量守恒律求解“合二为一和“一分为二问题根据动量守恒律求解“合二为一和“一分为二问题“合二为一问题:两个速度不同的物体,经过相互作用,最后到达共同速度“一分为二问题:两个物体以共同的初速度运动,由于相互作用而分开各自以不同的速度运动立以上两式解得2kv22k4v v22kv3m22物体在这一方向上的速度经m1过时间
10、的累积使物体在这一方向上运动一段距离,那么距离同样满足s1=s2,它们的相对距离s相=s1+s2代入数据解得k 6此时 AB 的运动方向与 C 相反3 3根据图象分析推理解答相关问题根据图象分析推理解答相关问题假设 AB 与 C 发生碰撞后 AB 的速度为 0,由动量守恒律得。0707 1616A、B 两滑块在一水平长直气垫导轨上相碰,用闪光照相机代入数据解得k 4在 t0=0,t1=t,t2=2t,t3=3t 各时刻闪光四次,摄得如下图6-2-5总上所述得当2 k 4时,AB 的运动方向与 C 相同当k 4时,AB 的速度为 0当4 k 6时,AB 的运动方向与 C 相反【指引】用动量守恒律
11、时注意“三性C.碰后 B 静止,碰撞发生在 60 cm 处,t=0.5t;矢量性:表达式中的速度、动量均为矢量,在作用前后速度都在一条直线D.碰后 B 静止,碰撞发生在 60 cm 处,t=t上的情况下,选一个正方向,可将矢量运算转化为代数运算。同一性:表达式中各速度必须是相对同一参考系的速度。同时性:表达式两边的各个速度必须是同一时刻的速度。考点三考点三 动量守恒律用动量守恒律用动量守恒律的一般用步骤:确研究对象,选取研究过程;照片,其中 B 像有重叠,mB=mA,由此可判断A.碰前 B 静止,碰撞发生在 60 cm 处,t=t;图 6-2-532B.碰前 B 静止,碰撞发生在 60 cm
12、处,t=0.5t;【解析】假设碰撞前 B 静止,那么 VB0=0,那么 t0,t1,t2时刻 B 都处在 60cm处,所以碰撞只能发生在 x=60cm 处,碰撞时 t=t,碰撞后 B 的速度VBt碰撞前 A 的速度VA0205,碰撞后VAt tt/210;t/2碰撞前系统动量为:m20A.t,碰撞后系统动量为:m510A.t/2 mBt/2,满足动量守恒律;碰撞前系统动能为:1m400110012At2,碰撞后系统动能为:2mAt22m400Bt2,显然碰撞后系统的动能增加,不符合能量守恒律所以碰撞前 B 不可能静止,即 AC 二选项错误假设碰撞后 B 静止,那么VBt=0,那么t1,t2,t
13、3时刻 B 都处在 60cm 处,所以碰撞只能发生在 x=60cm 处,碰撞时t=0.5t,碰撞前 B 的速度VB0 10t/2;碰撞后 A 的速度VAt 20t,碰撞前 A 的速度VA05t/2碰撞前系统动量为:m10t m20Bt,碰撞后系统动量为:m20A.A.t,满足动量守恒律;碰撞前系统动能为:11002mAt212m4001400Bt2,碰撞后系统动能为:2mAt2,显然碰撞后系统的动能减少,符合能量守恒律【答案】综上所述,只有选项 B 正确【指引】在这个题目中,由于 A、B 两滑块气垫导轨在碰撞前后如果运动该是匀速直线运动运动。由图像分析碰撞前后滑块的速度大小和方向为难点,再结合
14、碰撞条件进行分析。高考热点题型探究高考热点题型探究热点热点 1 1 动量守恒守恒与能量结合的问题动量守恒守恒与能量结合的问题 真题真题 110909 2424才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的恶简化力学模型。如图 21 如图 1 所示,ABC 为一固在竖直平面内的光滑轨道,BC 段水平,AB 段与 BC 段平滑连接。质量为m1的小球从高位h处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道 BC 段上质量为m2的小球发生碰撞,碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上,且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球m2的速度大小v2;2碰撞过程中的能量传递规律在物理有着广泛的用。为了探究这
15、一规律,我们所示,在固光滑水平轨道上,质量分别为、mn的假设干个球沿直线静止相间排列,给第 1 个球初能Ek1,从而引起各球的依次碰撞。义其中第n个球经过依次碰撞后获得的动能Ek与Ek1之比为第 1 个球对第n个球的动能传递系数k1n。a.求k1nb.假设m1 4m0,mk m0,m0为确的量。求m2为何值时,k1n值最大【解析】1设碰撞前的速度为,根据机械能守恒律m11gh 2m1v102设碰撞后 m1与 m2的速度分别为 v1和 v2,根据动量守恒律m1v10 m1v1 m2v2由于碰撞过程中无机械能损失12m1v10212m1v12122m2v2、式联立解得vv22m1 10m1m2将代
16、入得2a 由式,考虑到E1K1m v10221和E1K22m2v22得根据动能传递系数的义,对于 1、2 两球kE12k2E4m1m2k1(m1 m2)2同理可得,球 m2和球 m3碰撞后,动能传递系数 k13为kE13k3Ek2Ek34m1m24m2m3Ek1Ek1Ek2(m1 m2)2(m2 m3)2依次类推,动能传递系数 k1n为解得b.将 m1=4m0,m3=mo代入式可得为使 k13最大,只需使m24m02(4m1o m2)(m2 m0)4m02最大,即m2m取最小值,222由m4m20m2m0 4m 可知2m2m20【指引】仔细研究题目所给的条件可以看出,此题的第问完全可以根据学的
17、动能理、动量守恒律求解。此题的第问根据题目给出的信息动能传递系数k1n列式,用数学归纳法求解。该题对数学能力要求比拟高。做题时,一要吃透题目,既要弄清楚每一个物理规律所适用的条件,同时也要找出这些规律之间的内在联系,要多思路、多角度思考和解决问题。【题导练】【题导练】1-1.1-1.一模一模光滑水平面上有两个小木块A和B,其质量mA=1kg、mB=4kg,它们中间用一根轻质弹簧相连.一颗水平飞行的子弹质量为m=50g,以V0=500m/s的速度在极短时间内射穿两木块,射穿A木块后子弹的速度变为原来的35,且子弹射穿A木块损失的动能是射穿B木块损失的动能的2倍.求:系统运动过程中弹簧的最大弹性势
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- 物理 二轮 专题 复习 动量 守恒 通用
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