2020版高考物理一轮复习第六章第2讲动量守恒定律及其应用教案新人教版

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1、第2讲 动量守恒定律及其应用考点1 动量守恒定律的理解和简单应用              1.动量守恒的判定(1)系统不受外力或者所受外力的合力为零,则系统动量守恒;(2)系统受外力,但所受的外力远远小于内力、可以忽略不计时,则系统动量守恒;(3)系统在某一个方向上所受的合力为零,则系统在该方向上动量守恒.(4)若系统在全过程的某一阶段所受的合外力为零,则系统在该阶段动量守恒.2.动量守恒定律的不同表达形式(1)m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量之和等于作用后的动量之和.(2)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向.(3)Δ

2、p=0,系统总动量的增量为零.3.动量守恒定律的“四性”考向1 对动量守恒定律的理解1.(2019·安徽淮南联考)(多选)如图所示,三小球a、b、c的质量都是m,都放于光滑的水平面上,小球b、c与轻弹簧相连且静止,小球a以速度v0冲向小球b,碰后与小球b粘在一起运动.在整个运动过程中,下列说法中正确的是( CD )A.三球与弹簧组成的系统总动量不守恒,总机械能不守恒B.三球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能也守恒C.当小球b、c速度相等时,弹簧弹性势能最大D.当弹簧第一次恢复原长时,小球c的动能一定最大,小球b的动能一定不为零解析:在整个运动过程中,系统所受的合外力为零,系统的动量守恒,小球

3、a与b碰撞后粘在一起,机械能减小,故A、B错误;a与b碰撞后,弹簧被压缩,弹簧对b产生向左的弹力,对c产生向右的弹力,a、b做减速运动,c做加速运动,当c的速度等于a、b的速度时,弹簧压缩量最大,弹性势能最大,故C正确;当弹簧恢复原长时,小球c的动能一定最大,根据动量守恒和机械能守恒分析可知,小球b的动能不为零,故D正确.2.在平静的水面上有一条以速度v0匀速前进的载人小船,船的质量为M,人的质量为m.开始时,人相对船静止,当人相对船以速度v向船行进的反方向行走时,设船的速度为u.由动量守恒定律,下列表达式成立的是( C )A.(M+m)v0=Mu+mvB.(M+m)v0=Mu+m(v-u)C

4、.(M+m)v0=Mu-m(v-u)D.(M+m)v0=Mu-m(v-v0)解析:由题意,人和船组成的系统动量守恒,以水面为参考系,设船行驶方向为正,则初始时v船=v人=v0,v船′=u时,v人=-(v-u),根据动量守恒定律得(M+m)v0=Mu-m(v-u),所以选项C正确.考向2 动量守恒定律的简单应用3.(2019·河南豫南联考)光滑水平面上放有一表面光滑、倾角为α的斜面A,斜面质量为M、底边长为L,如图所示.将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端.此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN,则下列说法中正确的是( D )A.FN=mgcos

5、αB.滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcosαC.滑块B下滑过程中A、B组成的系统动量守恒D.此过程中斜面向左滑动的距离为L解析:经分析可知滑块B相对于斜面加速下滑,斜面A水平向左加速运动,所以滑块B相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向,即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零,所以斜面对滑块的支持力FN不等于mgcosα,A错误;滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNt,B错误;由于滑块B有竖直方向的分加速度,所以系统竖直方向合外力不为零,系统的动量不守恒,C错误;系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,设A、B两者水平位移大小分别为x1、x2,则Mv1=mv2,x1=v1t,x2

6、=v2t,x1+x2=L,解得x1=L,D正确.4.甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车的质量共为M=30kg,乙和他的冰车的质量也是30kg.游戏时,甲推着一个质量为m=15kg的箱子和他一起以大小为v0=2.0m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,如图所示.为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.解析:解法1:取甲开始运动的方向为正方向,设甲推出箱子后的速度为v1,箱子的速度为v,以甲和箱子为系统,则由动量守恒定律得(m+M)v0=Mv1+mv.设

7、乙抓住箱子后其速度为v2,以箱子和乙为系统,则由动量守恒定律得mv-Mv0=(m+M)v2.而甲、乙不相撞的条件是v2≥v1,当甲和乙的速度相等时,甲推箱子的速度最小,此时v1=v2.联立上述三式可得v=v0=5.2m/s.即甲至少要以对地5.2m/s的速度将箱子推出,才能避免与乙相撞.解法2:若以甲、乙和箱子三者组成的整体为一系统,由于不相撞的条件是甲、乙速度相等,设为v1,则由动量守恒定律得(

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