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知识点 48:动量守恒定律在三类模型问题中的应用
考点一:系统动量守恒的判断
【知识思维方法技巧】
(1)系统动量守恒适用条件
①理想守恒:不受外力或所受外力的合力为零.
②近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力.如碰撞、爆炸、反
冲。
③某一方向守恒:如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则系统在这一方向上动量守
恒.如滑块-斜面(曲面)模型。
(2)判断系统动量是否守恒的“三注意”:
①注意所选取的系统——所选的系统组成不同,结论往往不同。
②注意所研究的运动过程——系统的运动分为多个过程时,有的过程动量守恒,另一过程
则可能不守恒。
③注意守恒条件——整体不满足系统动量守恒条件时,在某一方向可能满足动量守恒条件。
题型一:系统动量理想守恒
【典例1基础题】如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,
另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦.用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤
去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动.在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开
始,小车、弹簧和滑块组成的系统( )
A.动量守恒,机械能守恒 B.动量守恒,机械能不守恒
C.动量不守恒,机械能守恒 D.动量不守恒,机械能不守恒
【典例1基础题对应练习】如图所示,A、B两物体的质量之比为m ∶m =1∶2,它们原
A B
来静止在平板车C上,A、B两物体间有一根被压缩了的水平轻质弹簧,A、B两物体与平
板车上表面间的动摩擦因数相同,水平地面光滑.当弹簧突然释放后,A、B两物体被弹开
(A、B两物体始终不滑出平板车),则有( )
A.A、B系统动量守恒
B.A、B、C及弹簧整个系统机械能守恒
C.小车C先向左运动后向右运动
D.小车C一直向右运动直到静止
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学科网(北京)股份有限公司题型二:系统动量近似守恒
【典例2基础题】(多选)如图所示,木块B与水平面间的摩擦不计,子弹A沿水平方向
射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来,然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射
入木块到刚相对于木块静止的过程称为Ⅰ,此后木块压缩弹簧的过程称为Ⅱ,则( )
A.过程Ⅰ中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒,动量也不守恒
B.过程Ⅰ中,子弹和木块所组成的系统机械能不守恒,动量守恒
C.过程Ⅱ中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒,动量也守恒
D.过程Ⅱ中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒,动量不守恒
【典例2基础题对应练习】一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中,
A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示.则在子弹打击木块A及弹簧被压
缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )
A.动量守恒,机械能守恒
B.动量不守恒,机械能守恒
C.动量守恒,机械能不守恒
D.无法判定动量、机械能是否守恒
题型三:系统某一方向动量守恒
【典例2基础题】如图所示,曲面体P静止于光滑水平面上,物块Q自P的上端静止释放。
Q与P的接触面光滑,Q在P上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.P对Q做功为零
B.P和Q之间相互作用力做功之和为零
C.P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒
D.P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒
【典例2基础题对应练习】(多选)如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光
滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接。一个质量也为m的小球从槽上高
h处由静止开始自由下滑,下列判断正确的是( )
2
学科网(北京)股份有限公司A.在下滑过程中,小球和槽之间的相互作用力对槽不做功
B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向动量守恒
C.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D.被弹簧反弹后,小球能回到槽上高h处
考点二:动量守恒定律在正碰模型中的应用
题型一:弹性正碰模型
【知识思维方法技巧】
(1)弹性碰撞:系统动量守恒、机械能守恒。
mv+mv=mv′+mv′ , mv2+mv2=mv′2+mv′2
1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2
v ′= ,v ′=
1 2
(2)一动一静弹性碰撞(v=0),则有v′=v,v′=v.
2 1 1 2 1
(3)一动一静弹性碰撞若m=m,则有v′=0,v′=v,即碰撞后两球速度互换.
1 2 1 2 1
【典例1基础题】光滑水平地面上有两个静止的小物块a和b,a的质量为m,b的质量M
可以取不同的数值.现使a以某一速度向b运动,此后a与b发生弹性碰撞,则( )
A.当M=m时,碰撞后b的速度最大
B.当M=m时,碰撞后b的动能最大
C.当M>m时,若M越小,碰撞后b的速度越小
D.当M