2017年高考物理考点解读+命题热点突破专题16碰撞与动量守恒近代物理初步.doc

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1、专题16碰撞与动量守恒近代物理初步【命题热点突破一】动量、冲量、动量定理1．动量、冲量均为矢量，其运算符合平行四边形定则．2．动量定理是矢量式，用前首先选择正方向．3．动量定理解题步骤(1)明确研究对象和物理过程；(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况；(3)选取正方向，确定物体在运动过程中始末两状态的动量；(4)依据动量定理列方程、求解．例1、【2016·全国卷Ⅰ】【物理——选修35】(2)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板

2、(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．【答案】(i)ρv0S　(ii)－(ii)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于Δt时间内喷出的水，由能量守恒得(Δm)v2＋(Δm)gh＝(Δm)v　④在h高度处，Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp＝(Δm)v　⑤25设水对玩具的作用力的大小为

3、F，根据动量定理有FΔt＝Δp　⑥由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得F＝Mg　⑦联立③④⑤⑥⑦式得h＝－　⑧【变式探究】(2015·安徽)一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示．小物块以v0＝9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止．g取10m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.【答案】　(1)μ＝0.3

4、2　(2)F＝130N　(3)W＝9J【变式探究】(2015·北京)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下．将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动．从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是(　　)A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力25【解析】　从绳恰好伸直到人运动到最低点的过程中，绳对人的拉力始终向上，故冲量始终向上．此过程中人先加速再减速，当拉力等于重

5、力时，速度最大，则动量先增大后减小，A项正确，B、C项错误，在最低点时，人的加速度向上，拉力大于重力，D项错误．【答案】　A【命题热点突破二】动量守恒1．动量守恒定律成立的条件(1)系统不受外力或者所受外力之和为零；(2)系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；(3)系统在某一个方向上所受的外力之和为零，则该方向上动量守恒．(4)全过程的某一阶段系统受的外力之和为零，则该阶段系统动量守恒．2.运用动量守恒定律的解题步骤(1)分析题意，确定研究对象．(2)根据题意选取研究的运动段落，明确始末状态的动量大小和方向．(3)对研究对象进行受力分析，确定是否

6、符合动量守恒的条件．(4)选取参考正方向．(5)列取方程求解：符合守恒条件，列动量守恒方程．3．弹性碰撞与非弹性碰撞(1)形变完全恢复的叫弹性碰撞；形变完全不恢复的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其形变不能够完全恢复．机械能不损失的叫弹性碰撞；机械能损失最多的叫完全非弹性碰撞；而一般的碰撞其机械能有所损失．(2)碰撞过程遵守的规律——应同时遵守三个原则①系统动量守恒m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2②系统动能不增m1v′12＋m2v′22≤m1v＋m2v③实际情景可能：碰前、碰后两个物体的位置关系(不穿越)和速度关系应遵循客观实际．如甲物追乙物并

7、发生碰撞，碰前甲的速度必须大于乙的速度，碰后甲的速度必须小于、等于乙的速度或甲反向运动．例2、【2016·全国卷Ⅱ】【物理——选修35】(2)如图1所示，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3m/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＝0.3m(h小于斜面体的高度)．已知小孩与滑板的总质量为m1＝30kg25，冰块的质量为m2＝10kg，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小g＝10m/s2.(i)求斜面体的质量；(ii)通过计

8、算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？图1【答案】(i)20kg　(ii)不能【解析】(i)