1、选考内容选考内容第第 1 讲讲 碰撞与动量守恒碰撞与动量守恒 动量动量 动量动量 动量守恒定律动量守恒定律 3动量守恒定律适用条件动量守恒定律适用条件(1)不受外力或外力的合力为零不是系统内每个物体不受外力或外力的合力为零不是系统内每个物体所受的合外力为零，更不能认为系统处于平衡状态所受的合外力为零，更不能认为系统处于平衡状态(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力大于它所受到的外力(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则在如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则在这一方向上动量守恒这一方向上动量守恒2动量是矢量
2、，动量守恒是指矢量的守恒，变化前动量是矢量，动量守恒是指矢量的守恒，变化前的矢量和的矢量和(公式左公式左)等于变化后的矢量和等于变化后的矢量和(公式右公式右)当上式中当上式中两个物体的动量及动量的变化都在一条直线上，那么可假两个物体的动量及动量的变化都在一条直线上，那么可假定某一方向的动量为正，相反方向的动量则为负上式的定某一方向的动量为正，相反方向的动量则为负上式的左、右部分就变成了代数和，上式即是代数式左、右部分就变成了代数和，上式即是代数式3动量守恒定律的不同表达形式及含义动量守恒定律的不同表达形式及含义(1)pp(系统相互作用前总动量系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动等于相互作用
3、后总动量量p)；(2)p0(系统总动量的增量等于零系统总动量的增量等于零)；(3)p1p2(两个物体组成的系统中，各自动量增量两个物体组成的系统中，各自动量增量大小相等、方向相反大小相等、方向相反)其中其中(1)的形式最常用，具体到实际应用时又有以下常的形式最常用，具体到实际应用时又有以下常见的三种形式：见的三种形式：m1v1m2v2m1v1m2v2(适用于作用前后都运动适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统的两个物体组成的系统)0m1v1m2v2(适用于原来静止的两个物体组成的适用于原来静止的两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲等，两者速率及位移大小与各自质系统，比如爆炸、反冲等，两者速率及
4、位移大小与各自质量成反比量成反比)m1v1m2v2(m1m2)v(适用于两物体作用后结合适用于两物体作用后结合在一起或具有共同速度的情况在一起或具有共同速度的情况)“人船模型人船模型”问题问题 3解决这种问题的前提条件是要两物体的初动量为解决这种问题的前提条件是要两物体的初动量为零，画出两物体的运动示意图有利于发现各物理量之间的零，画出两物体的运动示意图有利于发现各物理量之间的关系还要注意各物体的位移是相对于地面的位移关系还要注意各物体的位移是相对于地面的位移.相对运动问题相对运动问题 相对运动问题相对运动问题 规律：必须要理解的是，当物体规律：必须要理解的是，当物体B被扔出时，被扔出时，A的
5、速度的速度已经发生了变化，因此已经发生了变化，因此B的相对速度的相对速度u的参考系是扔出物体的参考系是扔出物体B后的后的A，此时，此时A的速度为的速度为v，则速度，则速度u是相对是相对v的速度，而的速度，而不是相对不是相对v0的速度的速度以物体以物体A的速度的速度v的方向为正方向，则物体的方向为正方向，则物体B被扔出时被扔出时相对地的速度为：相对地的速度为：vvu.该式为代数式，如果该式为代数式，如果u的方向的方向是相对是相对A向后的，则向后的，则u的值应为负的值应为负这样根据动量守恒，有：这样根据动量守恒，有：(mAmB)v0mAvmB(vu)动态过程分析动态过程分析 验证动量守恒定律验证动
6、量守恒定律 1用天平测两球的质量用天平测两球的质量m1、m2.2用游标卡尺测两球的直径用游标卡尺测两球的直径3将斜槽固定在桌边，调整斜槽底座，使斜槽末端将斜槽固定在桌边，调整斜槽底座，使斜槽末端的切线水平的切线水平4将被碰球放在斜槽前边的小支柱上，调节小支柱将被碰球放在斜槽前边的小支柱上，调节小支柱高度，使两球碰撞时一样高，且碰撞后的速度方向都在同高度，使两球碰撞时一样高，且碰撞后的速度方向都在同一直线上一直线上5在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸6用重锤线确定斜槽末端在白纸上的垂直投影用重锤线确定斜槽末端在白纸上的垂直投影7不放被碰球，让入射球从斜槽上某一高
7、度滚下，不放被碰球，让入射球从斜槽上某一高度滚下，重复重复10次，找出落地点的平均位置次，找出落地点的平均位置P.8把被碰小球支在小柱上，让入射小球从同一高度把被碰小球支在小柱上，让入射小球从同一高度滚下，使它们发生正碰重复实验滚下，使它们发生正碰重复实验10次，找出入射小球与次，找出入射小球与被碰球落地点的平均位置被碰球落地点的平均位置M、N.9测量入射小球碰撞前后的水平距离测量入射小球碰撞前后的水平距离OP、OM，被碰，被碰小球的水平距离小球的水平距离ON.10比较比较m1OP与与m1OMm2ON是否相等，如果在误是否相等，如果在误差允许的范围内相等，就验证了动量守恒定律差允许的范围内相等
8、，就验证了动量守恒定律5实验过程中，实验桌、斜槽、记录白纸的位置要实验过程中，实验桌、斜槽、记录白纸的位置要始终保持不变始终保持不变6小球落地的地面应平坦、坚硬，使着地点清晰小球落地的地面应平坦、坚硬，使着地点清晰7落点位置确定：围绕落点位置确定：围绕10次落点画一个最小的圆把次落点画一个最小的圆把有效落点围在里面，圆心即所求有效落点围在里面，圆心即所求动量守恒条件的应用动量守恒条件的应用 命题规律命题规律根据动量守恒的条件，判断系统动量是否根据动量守恒的条件，判断系统动量是否守恒守恒动量守恒条件的应用动量守恒条件的应用 命题规律命题规律根据动量守恒的条件，判断系统动量是否根据动量守恒的条件，
9、判断系统动量是否守恒守恒A若若A、B与与C之间的摩擦力大小相同，则之间的摩擦力大小相同，则A、B组成组成的系统动量守恒，的系统动量守恒，A、B、C组成的系统动量也守恒组成的系统动量也守恒B若若A、B与与C之间的摩擦力大小不相同，则之间的摩擦力大小不相同，则A、B组组成的系统动量不守恒，成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量也不守恒组成的系统动量也不守恒C若若A、B和和C之间的摩擦力大小不相同，则之间的摩擦力大小不相同，则A、B组组成的系统动量不守恒，但成的系统动量不守恒，但A、B、C组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒D以上说法均不对以上说法均不对解析解析当当A、B两物体组成一个系统时，
10、弹簧弹力为两物体组成一个系统时，弹簧弹力为内力，而内力，而A、B和和C之间的摩擦力是外力，当之间的摩擦力是外力，当A、B与与C之间之间的摩擦力等大反向时，的摩擦力等大反向时，A、B所组成的系统所受合外力为零，所组成的系统所受合外力为零，动量守恒；当动量守恒；当A、B与与C之间的摩擦力大小不相等时，之间的摩擦力大小不相等时，A、B组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒而对于而对于A、B、C组成的系统，由于弹簧的弹力、组成的系统，由于弹簧的弹力、A和和B与与C之间的摩擦力均是内力，不管之间的摩擦力均是内力，不管A、B与与C之间的摩擦力大小之间的摩擦力大小是否相
11、等，是否相等，A、B、C组成的系统所受合外力均为零，动量组成的系统所受合外力均为零，动量守恒，所以守恒，所以A、C选项正确，选项正确，B、D选项错误选项错误 答案答案AC总结评述总结评述(1)动量守恒的条件是系统不受外力或所动量守恒的条件是系统不受外力或所受合外力为零，因此在判断系统动量是否守恒时一定要分受合外力为零，因此在判断系统动量是否守恒时一定要分清内力和外力；清内力和外力；(2)在同一物理过程中，系统的动量是否守在同一物理过程中，系统的动量是否守恒，与系统的选取密切相关，因此，在运用动量守恒定律恒，与系统的选取密切相关，因此，在运用动量守恒定律解题时，一定要明确在哪一过程中哪些物体组成
12、的系统动解题时，一定要明确在哪一过程中哪些物体组成的系统动量是守恒的量是守恒的A男孩和木箱组成的系统动量守恒男孩和木箱组成的系统动量守恒B小车与木箱组成的系统动量守恒小车与木箱组成的系统动量守恒C男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同答案答案C解析解析动量守恒的条件是系统不受外力，或所受外动量守恒的条件是系统不受外力，或所受外力的合力为零力的合力为零.命题规律命题规律根据动量守恒、能量守恒观点判断碰撞物根据动量守恒、能量守恒观点判断碰撞物体间的质量比、速率大小等体间的质量
13、比、速率大小等碰撞碰撞 解析解析设乙船上人抛出货物的最小速度大小为设乙船上人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速，甲船上的人接到货物后船的速度为度为v2，据动量守恒定律得据动量守恒定律得12mv011mv1mvmin10m2v0mvmin11mv2为避免两船相撞应满足为避免两船相撞应满足v1v2联立联立式得式得vmin4v0答案答案4v0(2011德州模拟德州模拟)如图所示，质量为如图所示，质量为M的盒子放在光滑的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的
14、物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v0，那么在，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后物体与盒子前后壁多次往复碰撞后()A两者的速度均为零两者的速度均为零B两者的速度总不会相等两者的速度总不会相等C盒子的最终速度为盒子的最终速度为mv0/M，方向水平向右，方向水平向右D盒子的最终速度为盒子的最终速度为mv0/(Mm)，方向水平向右，方向水平向右答案答案D命题规律命题规律根据动量守恒、能量守恒定律、动能定理，根据动量守恒、能量守恒定律、动能定理，求解位移、功、热、速度等物理量求解位移、功、热、速度等物理量动量、能量综合问题的求解动量、能量综合问题的求解
15、解析解析设设A碰碰B后整体速度为后整体速度为v1，由动量守恒，得：，由动量守恒，得：mv03mv1细线断开后，设细线断开后，设A、B速度为速度为v2，由动量守恒，得：，由动量守恒，得：3mv1mv02mv2设弹簧弹性势能为设弹簧弹性势能为Ep，从细线断开到，从细线断开到C与与A、B分离，分离，A、B、C与弹簧所组成系统机械能守恒，则有：与弹簧所组成系统机械能守恒，则有：解析解析设设A碰碰B后整体速度为后整体速度为v1，由动量守恒，得：，由动量守恒，得：mv03mv1细线断开后，设细线断开后，设A、B速度为速度为v2，由动量守恒，得：，由动量守恒，得：3mv1mv02mv2设弹簧弹性势能为设弹簧
16、弹性势能为Ep，从细线断开到，从细线断开到C与与A、B分离，分离，A、B、C与弹簧所组成系统机械能守恒，则有：与弹簧所组成系统机械能守恒，则有：A还是滑到还是滑到C点停住点停住B滑到滑到BC间某处停住间某处停住C会冲出会冲出C点落到车外点落到车外D上述三种情况都有可能上述三种情况都有可能答案答案A解析解析小车固定时恰能滑到小车固定时恰能滑到C点，机械能会全部转化点，机械能会全部转化为内能当小车不固定时，由动量守恒知，小车与物体的为内能当小车不固定时，由动量守恒知，小车与物体的最终速度都为零，故机械能全部转化为内能，因此两次滑最终速度都为零，故机械能全部转化为内能，因此两次滑过的路程相等，所以过
17、的路程相等，所以A对，对，B、C、D项错误项错误.命题规律命题规律主要考查实验原理和数据处理问题主要考查实验原理和数据处理问题.验证动量守恒实验验证动量守恒实验(1)下面是实验的主要步骤：下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时
18、，纸带调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；始终在水平方向；使滑块使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块把滑块2放在气垫导轨的中间；放在气垫导轨的中间；先先_，然后，然后_，让滑块带动纸带一起，让滑块带动纸带一起运动；运动；取下纸带，重复步骤取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图，选出理想的纸带如图b所示；所示；测得滑块测得滑块1的质量为的质量为310g，滑块，滑块2(包括橡皮泥包括橡皮泥)的质的质量为量为205g.完善实验步骤完善实验步骤的内容的内容(2)已知打点计时器每隔已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑打一个
19、点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为块相互作用以前系统的总动量为_kgm/s；两滑块；两滑块相互作用以后系统的总动量为相互作用以后系统的总动量为_kgm/s(保留三位有保留三位有效数字效数字)(3)试说明试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是中两结果不完全相等的主要原因是_.(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦摩擦某同学用图甲所示的装置通过半径相同的某同学用图甲所示的装置通过半径相同的A、B两球的两球的碰撞来验证动量守恒定律图中碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽，是斜槽，QR为水平为水平槽实验时先使槽实验时先使A球从斜
20、槽上某一固定位置球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚由静止开始滚下落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹重复上述操下落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹重复上述操作作10次，得到次，得到10个落点痕迹个落点痕迹再把再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置球仍从位置G由静止开始滚下，和由静止开始滚下，和B球碰撞，球碰撞，A、B球分别在记录纸上球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次图甲中次图甲中O点是点是水平槽末端水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点在记录纸上的垂直投影点B球落点痕迹如图球落点痕迹如图乙所示，其中
21、米尺水平放置，且平行于乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平所在的平面，米尺的零点与面，米尺的零点与O点对齐点对齐(1)碰撞后碰撞后B球的水平射程应取为球的水平射程应取为_cm.(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行测量的？在以下选项中，哪些是本次实验必须进行测量的？答：答：_(填选项号填选项号)A水平槽上未放水平槽上未放B球时，测量球时，测量A球落点位置到球落点位置到O点的点的距离距离BA球与球与B球碰撞后，测量球碰撞后，测量A球落点位置到球落点位置到O点的距离点的距离C测量测量A球或球或B球的直径球的直径D测量测量A球和球和B球的质量球的质量(或两球质量之比或两球质量之比
22、)E测量测量G点相对于水平槽面的高度点相对于水平槽面的高度答案答案(1)65.0(2)ABD解析解析(1)A球、球、B球碰撞后都做平抛运动，高度相同，球碰撞后都做平抛运动，高度相同，在空中运动的时间都相同，水平射程与其速度成正比而在空中运动的时间都相同，水平射程与其速度成正比而落点位置的确定是将落点位置的确定是将10个落点用尽量小的圆圈起来，其圆个落点用尽量小的圆圈起来，其圆心即为落点从尺上的示数可读出为心即为落点从尺上的示数可读出为65.0cm.(2)由于由于B球放在水平槽上，所以球放在水平槽上，所以A、B两球的水平射程两球的水平射程的起点都是的起点都是O点，应选点，应选A、B两项设没放两项设没放B球时，球时，A球的落球的落点为点为P，由动量守恒定律得，由动量守恒定律得mAOPmAOAmBOB，需要测，需要测量量A、B两球质量，应选两球质量，应选D.
