第4天 动量、动量定理、动量守恒定律 (解析版).docx

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1、第4天 动量、动量定理、动量守恒定律问题（复习篇）目录考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题经典题+提升专练，全面突破核心考点聚焦1、动量、动量变化量的矢量性2、恒力的冲量、变力的冲量3、动量定理、用动量定理解决实际问题4、动量守恒定律5、两物体、多物体多次的碰撞问题6、动量守恒定律、机械能守恒、能量守恒的综合运用问题7、流体问题8、反冲问题A高考考点聚焦常考考点真题举例碰撞问题2023年高考全国乙卷物理真题.碰撞问题2023北京高考真题.碰撞问题.2023天津高考真题s一、动量定理1 .动量定理的

2、理解动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因.动量定理的表达式H=机一根。是矢量式，在一维情况下运用动量定理解题时，要注意 规定正方向.公式中的尸是物体所受的合外力，若合外力尸与时间成线性关系，则尸应是合外力在作 用时间内的平均值.不仅适用于宏观物体的低速运动，而且对微观粒子的高速运动同样适用.2 .动量定理与动能定理的区别由尸加=Ap可知，动量定理反映力对时间的累积效应.由尸x=AEk可知，动能定理反映力对空间的累积效应.3 .动量定理的应用定性分析有关现象.物体的动量变化量一定时，力的作用时间越短，力就越大，反之力就越小.作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大，反之动量变化量就越

3、小.应用动量定理求解变力的冲量.二、动量守恒定律1 .动量守恒定律的常用表达式(l)m+m22=m +m2r2,：相互作用的两个物体组成的系统，作用前动量的矢量和等 于作用后动量的矢量和.(2)加1 =一加2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动 量变化量大小相等、方向相反.(3)7=O:系统总动量增量为零.2.动量守恒定律的条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受 的合力为零，则系统动量守恒.(2)近似守恒：系统受到的合外力不为零，但当内力 合外力时，系统的动量可近似看成守恒.(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受 为零或该方向厂内尸外时，系统在该方向上动量守恒.

4、3.动量守恒定律的应用一 . 碰撞(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间，而物体间相互作用力 的现象.(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力 外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒.(3)分类种类动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失二 .反冲运动(I)定义：静止或运动的物体通过分离出部分物质，而使自身在反方向获得加速的现象.(2)特点：在反冲运动中，如果没有外力作用或外力远小于物体间的相互作用力，系统 的 是守恒的.(3)爆炸现象：爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且系统所受的外力，所以系统动量，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互

5、作用前的位置以新的动量开始运动.0例题L (2023上天津和平高三天津一中校考阶段练习)水平直轨道AB、CD和水平传送 带平滑无缝连接，两半径均为R = 0.4m的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道 CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。现有质量羽二 012kg的滑块。以初速度 %=20n/s从。处进入，经DEF管道后，与质量为3m静置于轨道FG上的滑块b碰撞。 已知传送带长L = 0.8m,以u = 2ms的速率顺时针转动，滑块。与传送带间的动摩擦因数 4 = 0.5,其它摩擦和阻力均不计，滑块均可视为质点，取g=10ms20(1)求滑块Q到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小(

6、2)若滑块。碰后返回到B点时速度也=Ims,求滑块、b碰撞过程中损失的机械能EoFG【答案】(I) 10m/s； (2) 0；【详解】(1)滑块。从D到F,由机械能守恒有1 2 1 2mvF =mg -2R + mvQ解得vf = 10ms(2)滑块。返回B点时的速度2=lms,滑块。一直在传送带上减速，根据牛顿第二定律 可得mg =ma则加速度大小为a = g = 5ms2根据匀变速直线运动规律有vC=3ms根据机械能守恒有可得在C点的速度为则滑块。从碰撞后到到达C点，I2I2mv1 -mvc+mg2Rv=5ms解得，滑块。碰撞后的速度为mvF = -mvl + 3mv2因。、b碰撞动量守恒

7、，则有1/2=5 m/s解得碰后b的速度为则碰撞损失的能量为E = gmy. 一（相片-3mvf =042.例题2.（2022北京高考真题）体育课上，甲同学在距离地面高4= 2.5m处将排球击出， 球的初速度沿水平方向，大小为%=8.0m/s；乙同学在离地H=07m处将排球垫起，垫起 前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量根=0.3kg,取重力加速度g =IOm/S?.（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；（2）排球被垫起前瞬间的速度大小及方向；（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小/。【答案】（I） X = 4.8m； （2） v = 10.0ms,方向与水平方向夹角tanS

8、= 0.75； （3） = 6.0Ns【详解】（1）设排球在空中飞行的时间为t,则7 7 1 2- =St解得y0.6s；则排球在空中飞行的水平距离Jr = %才=4.8m（2）乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小得 Vy=6.0mS;根据V = J说+v；得V = IO.Om/s；设速度方向与水平方向夹角为。（如答图所示）则有tan8 = 3 = 0.75%（3）根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I = 2mv = 6.0N s一、单选题L （2023上浙江高三校联考阶段练习）鼓浪屿原名圆沙洲|，因岛西南有一海蚀岩洞受 浪潮冲击时声如擂鼓，故自明朝起雅化为今称的鼓浪屿

9、，现为中国第52项世界遗产项 目。某次涨潮中，海浪以6ms的速度垂直撞击到一平直礁石上，之后沿礁石两侧流走，已 知礁石受冲击的面积为4?,海水的密度为1.05l（）3kgm3,则海浪对礁石每秒的冲量约 为（）A. 2.4104Ns B. 2.5104Ns C. 1.44105Ns D. 1.51105Ns【答案】D【详解】每秒撞击礁石的海浪质量为m = pSvt = 1.05IO3 46lkg = 2.52IO4kg 根据动量定理海浪对礁石每秒的冲量约为 = p = mv = 2.521046Ns1.51105Ns故选D。2. （2023上湖南永州高二校考期中）图所示，质量为m、带有光滑半圆形

10、轨道的小车静 止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2Ro现将质量也为m的小球从A点正上方R处由静止释放，然后由4点进入半圆形轨道后从B点冲出，已知重力加速度为g,不计A.小球运动到最低点的速度大小为2历B.小球离开小车后做斜上抛运动C.小球离开小车后上升的高度小于RD.小车向左运动的最大距离为R【答案】D【详解】A.小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，则有机V球X = m小球运动到最低点过程有机械能守恒I2I2mgZH = 机崂求+加V车联立解得，最低点的速度大小为咻X= 2gR故A错误；B.小球离开小车后水平方向分速度为0,做竖直上抛运动，故B错误；C.小球离开小车后水平方向分速度为

11、0,小车的速度也为0,根据能量守恒小球离开小车 后仍能上到下落点的高度R,故C错误；D.小球水平方向分速度与小车速度时刻大小相等，则水平位移大小相等，根据几何关系 知两者的相对位移为2R,故小车向左运动的最大距离为R,故D正确。故选D。二、多选题3. （2023上广东阳江高二广东两阳中学校考阶段练习）图所示为一款落锤冲击试验机， 将重锤从不同高度落到样本（片、薄膜、制品）上，以检测其在不同温度、湿度、冲击能 量下的性能表现。现将一质量为Iookg的重锤从高度力=2.45m处由静止释放，重锤与样本 冲击时间约为0.05s,然后以5ms的速度反弹。已知重力加速度g=10ms2,空气阻力忽略不计，下

12、列说法正确的是(审HA.与样本冲击过程，重锤的动量变化量大小为700kgmsB.与样本冲击过程，重锤的动量变化量大小为1200kgmsC.重锤对样本的冲击力大小约为24000ND.重锤对样本的冲击力大小约为250OoN【答案】BD【详解】AB.设重锤与样本冲击前的速度为力，根据速度位移关系v； = Igh可得v1 = 7ms与样本冲击过程，重锤的动量变化量大小为NP - mv2 - (-mv1) = 1200kg m/s故A错误，B正确；CD.以竖直向上为正方向，根据动量定理可得(F - mg)At = mv2 - (-mv1)解得F = 25000N故C错误，D正确。故选BDo4. (202

13、3四川攀枝花统考一模)如图所示，滑块A、B用轻质弹簧连接后静止在光滑水平 面上，滑块A与左侧竖直固定挡板接触。现对滑块B施加一水平推力F使滑块B问左缓慢 运动到某一位置后保持静止，一段时间后撤去推力F。弹簧始终处于弹性限度内，关于弹 簧和滑块A、B,下列说法中正确的是()挡板 /Z/ZZZZZZ/ZZZZ/Z/Z/ZA.推力F做的功等于弹簧增加的弹性势能B.当弹簧恢复原长时，滑块A开始离开挡板C.从撤去推力F到滑块A离开挡板的过程中，弹簧和滑块A、B组成的系统动量守恒 D.从滑块A离开挡板到滑块A、B共速的过程中弹簧对A、B两滑块做功的大小相等【答案】AB【详解】A.水平面光滑，对滑块B施加一

14、水平推力F使滑块B问左缓慢运动到某一位置 后保持静止，根据功能关系可知推力F做的功等于弹簧增加的弹性势能，故A正确；B.当弹簧恢复原长时，滑块与挡板间恰好没有弹力，此时滑块A开始离开挡板，故B正 确；C.从撤去推力F到滑块A离开挡板的过程中，墙壁对系统有向右的力，所以弹簧和滑块A、B组成的系统动量不守恒，故C错误；D.从滑块A离开挡板到滑块A、B共速的过程中弹簧对A、B两滑块做的功等于滑块动能 的变化量，由于两滑块质量关系未知，无法判断，故D错误； 故选AB05. （2023云南校联考模拟预测）如图所示，小车静止在光滑水平面上，小车4B段是半径 为R的四分之一光滑圆弧轨道，从B到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道，在右端 固定一轻弹簧，弹簧处于自由状态，自由端在C点。一质量为m、可视为质点的滑块从圆 弧轨道的最高点八由静止滑下，而后滑入水平轨道，小车质量是滑块质量的2倍，重力加 速度为g。下列说法正确的是（）B CzWWVWWVIOZZZZ ZZZ ZZZZZZZZZZZZZZ ZZZ ZZZZZZA.滑块到达B点时的速度大小为B.弹簧获得的最大弹性势能为mgR2C.滑块从八点运动到B点的过程中，小车运动的位移大小为尺D.滑块第一次从八点运动到B点时，小车对