《備考指南一輪 物理 》課件-第6章 第2講

碰撞與動量守恒第六章第2講動量觀點的綜合應用【備考指南】1.掌握碰撞、爆炸與反沖的特點和遵守的規(guī)律.2.會解決動量守恒與機械能守恒或能量守恒綜合應用問題.3.能用動力學、能量、動量三大觀點分析和解決動力學綜合題．欄目導航01知識梳理回顧03核心素養(yǎng)提升02要點各個擊破04配套訓練知識梳理回顧11．碰撞(1)碰撞現(xiàn)象：兩個或兩個以上的物體在相遇的________時間內(nèi)產(chǎn)生________的相互作用的過程．(2)碰撞特征：作用時間______、作用力變化______、內(nèi)力________外力、滿足動量________．(3)碰撞的分類及特點①彈性碰撞：動量守恒，機械能________．②非彈性碰撞：動量守恒，機械能________．③完全非彈性碰撞：動量守恒，機械能損失________．一碰撞、爆炸與反沖極短非常大短快遠大于守恒守恒不守恒最多2．爆炸現(xiàn)象：爆炸過程中內(nèi)力遠大于外力，爆炸的各部分組成的系統(tǒng)總動量________．3．反沖運動：物體在內(nèi)力作用下分裂為兩個不同部分并且這兩部分向________方向運動的現(xiàn)象．反沖運動中，相互作用力一般較大，通常可以用__________定律來處理．守恒相反動量守恒【對點小練】1．(2019年煙臺期末)下列應用了反沖原理的是(

)A．洗衣機洗衣服時脫水B．體操運動員在著地時彎曲雙腿C．噴氣式飛機和火箭的飛行D．火車進站時切斷動力向前滑行【答案】C【解析】洗衣機洗衣服時脫水利用的是離心現(xiàn)象，與反沖無關(guān)，選項A錯誤；體操運動員在著地時彎曲雙腿是利用了緩沖原理，選項B錯誤；噴氣式飛機和火箭的飛行都是應用了反沖的原理，選項C正確；火車進站時切斷動力向前滑行是利用慣性，選項D錯誤．利用動量觀點和能量觀點解題時的注意點：(1)動量守恒定律是矢量表達式，還可寫出分量表達式；而動能定理和能量守恒定律是標量表達式，無分量表達式．(2)動量守恒定律和能量守恒定律，是自然界中最普遍的規(guī)律，它們研究的是物體系，在力學中解題時必須注意動量守恒條件及機械能守恒條件．在應用這兩個規(guī)律時，當確定了研究對象及運動狀態(tài)的變化過程后，根據(jù)問題的已知條件和求解的未知量，選擇研究的兩個狀態(tài)列方程求解．(3)中學階段凡可用力和運動解決的問題，若用動量觀點或能量觀點求解，一般比用力和運動的觀點簡便．二動量守恒定律與能量觀點綜合【答案】D要點各個擊破2要點1碰撞問題分析1．碰撞后運動狀態(tài)可能性判定(1)動量制約：即碰撞過程中必須受到動量守恒定律的制約，總動量的方向恒定不變，即p1＋p2＝p′1＋p′2.(2)動能制約：即在碰撞過程中，碰撞雙方的總動能不會增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2.(3)運動制約：即碰撞要受到運動的合理性要求的制約，如果碰前兩物體同向運動，則后面物體速度必須大于前面物體的速度，碰撞后原來在前面的物體速度必增大，且大于或等于原來在后面的物體的速度，否則碰撞沒有結(jié)束；如果碰前兩物體是相向運動，而碰后兩物體的運動方向不可能都不改變，除非碰后兩物體速度均為零．例1

如圖所示，在冰壺世錦賽上中國隊以8∶6戰(zhàn)勝瑞典隊，收獲了第一個世錦賽冠軍，隊長王冰玉在最后一投中，將質(zhì)量為19kg的冰壺推出，運動一段時間后以0.4m/s的速度正碰靜止的瑞典冰壺，然后中國隊冰壺以0.1m/s的速度繼續(xù)向前滑向大本營中心．若兩冰壺質(zhì)量相等，則下列判斷正確的是(

)A．瑞典隊冰壺的速度為0.3m/s，兩冰壺之間的碰撞是彈性碰撞B．瑞典隊冰壺的速度為0.3m/s，兩冰壺之間的碰撞是非彈性碰撞C．瑞典隊冰壺的速度為0.5m/s，兩冰壺之間的碰撞是彈性碰撞D．瑞典隊冰壺的速度為0.5m/s，兩冰壺之間的碰撞是非彈性碰撞

思路兩冰壺在碰撞的過程中動量守恒，根據(jù)動量守恒定律求出碰后中國隊冰壺獲得的速度，通過計算動能改變量來判斷是否為彈性碰撞．【答案】B對于碰撞過程，分析兩個物體速度的變化范圍，往往根據(jù)三大規(guī)律：1．動量守恒；2．總動能不增加；3．碰撞后兩物體同向運動時，后面物體的速度不大于前面物體的速度．要點2動量守恒定律與能量觀點綜合問題動量觀點和能量觀點：這兩個觀點研究的是物體或系統(tǒng)運動變化所經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的改變，不對過程變化的細節(jié)作深入的研究，而只關(guān)心運動狀態(tài)變化的結(jié)果及引起變化的原因．簡單地說，只要知道過程的始、末狀態(tài)動量、動能和力在過程中所做的功，即可對問題求解．例2

(2020屆唐山名校模擬)如圖所示，在光滑的水平面上放著一個質(zhì)量為m的木球，在木球正上方L處有一個固定懸點O，在懸點O和木球之間用一根長為2L的不可伸長的輕繩連接．有一個質(zhì)量也為m的子彈以v0的速度水平射入木球并留在其中，一段時間之后木球繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動．球可視為質(zhì)點，重力加速度為g，空氣阻力不計，求：(1)木球以多大速度離開水平地面．(2)子彈速度v0的最小值．練2

(2020屆安徽名校聯(lián)考)如圖所示，光滑的水平地面上靜止放置一長木板，在長木板上的右端和距右端x1＝1.6m的P處各放置一個木塊A和B(兩木塊均可視為質(zhì)點)，木塊A的質(zhì)量和長木板的質(zhì)量均為M＝1.8kg，木塊B的質(zhì)量為m＝0.6kg.P點右側(cè)長木板的上表面光滑，P點左側(cè)(包括P點)粗糙，木塊B與P點左側(cè)長木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2.現(xiàn)有水平向右的恒定拉力F作用在長木板上(圖中未畫出拉力F)，使板由靜止開始運動．已知木塊B與長木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2.(1)若要求木塊B(與木塊A相碰前)相對長木板靜止，求拉力F應滿足的條件；(2)若F＝2.4N，在木塊A、B相碰時撤去拉力F，同時鎖定長木板使長木板立刻保持靜止，且木塊A、B間的碰撞是彈性碰撞，最終木塊B剛好沒有滑離長木板，求P點左側(cè)長木板的長度．【答案】(1)F≤4.8N

(2)0.2m【解析】(1)設B與木板相對靜止的最大加速度為a0，則對系統(tǒng)：Fm＝(M＋m)a0，對B：μmg＝ma0，聯(lián)立可得Fm＝4.8N，即拉力F應滿足條件F≤4.8N.核心素養(yǎng)提升3“人船模型”問題——“科學思維”素養(yǎng)的培養(yǎng)1．“人船模型”問題兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時，若所受外力的矢量和為零，則動量守恒，在相互作用的過程中，任一時刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量的反比．這樣的問題歸為“人船模型”問題．例1

如圖所示，長為L、質(zhì)量為M的小船停在靜水中，質(zhì)量為m的人從靜止開始從船頭走到船尾，不計水的阻力，求船和人相對地面的位移各為多少？例2

如圖所示，小船靜止于水面上，站在船尾的漁夫不斷將魚拋向船頭的船艙內(nèi)，將一定質(zhì)量的魚拋完后，關(guān)于小船的速度和位移，下列說法正確的是(

)A．向左運動，船向左移一些B．小船靜止，船向左移一些C．小船靜止，船向右移一些D．小船靜止，船不移動【答案】C【解析】人、船、魚構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，據(jù)“人船模型”，魚動船動，魚停船靜止；魚對地發(fā)生向左的位移，則人船的位移向右．故選項C正確．例3

如圖所示，氣球下面有一根長繩，一個質(zhì)量為m1＝50kg的人抓住氣球下方的長繩，氣球和長繩的