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1_专题七--PDF教参电子书_2025版教学资源包_(总复习系列)2025版《5年高考3年模拟》新高考版B版(⭐全科)_2025版.新高考新教材版.选考总复习.物理.5·3B版_第一部分图书电子教参

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专题七 动量守恒定律 89
续表 三、弹性碰撞
1.基本公式
若力的方向不变 大小随时间均匀变化 即力为时
、 ,
m v m v m v′ m v′
平均 间的一次函数 , 则力F在某段时间 Δ t内的冲量I = 1 1+ 2 2= 1 1+ 2 2
值法 F 1+ F 2 t F F 为该段时间内初 末两时刻的力 1 m 1 v2 1+ 1 m 2 v2 2= 1 m 1 v′ 1 2 + 1 m 2 v′ 2 2
Δ, 1、 2 、 2 2 2 2
2
m m v m v
v′ ( 1- 2) 1+2 2 2
如果物体受到大小或方向变化的力的作用 可以求 1= m m
动量 , 1+ 2
出该力作用下物体动量的变化量 由I p求变力 m m v m v
定理法 , =Δ v′ ( 2- 1) 2+2 1 1
的冲量 , 同理 , 也可以计算恒力的冲量 2= m 1+ m 2
2.特例
二、动量定理
若v 即 一动一静 的弹性碰撞 碰后二者速度分别为v′
2=0, “ ” ,
m m m
重要 (1) 应用I =Δ p求力的冲量 1- 2v v′ 2 1 v
1=m m 1, 2=m m 1。
应用 1+ 2 1+ 2
(2) 应用 Δ p = Ft求动量的变化量 (1) 若m 1= m 2, 则v′ 1=0, v′ 2= v 1, 二者速度互换 。
p一定时 时间越短 力就越大 时间越长 力 若m m 则v′ 碰撞物体被反弹
(1)Δ , , ; , (2) 1< 2, 1<0, 。
解释 就越小 (3) 若m 1> m 2, 则 0< v′ 1< v 1, v 1< v′ 2<2 v 1。
若m m 则v′ v 速度几乎不变 v′ v
现象 F一定时 力的作用时间越长 p就越大 力的 (4) 1≫ 2, 1≈ 1, , 2≈2 1。
(2) , ,Δ ; 若m m 则v′ v v′ 碰撞物体几乎以原速率反弹
作用时间越短 p就越小 (5) 1≪ 2, 1≈- 1, 2≈0, ,
,Δ 被碰物体几乎不动
。
I Ft p是矢量式 Ft是物体所受合力的冲量 四、非弹性碰撞
(1) = =Δ ,
1.非弹性碰撞:碰撞结束后 有部分形变 动能有部分损失
p , , ,
F Δ 即物体所受的合力等于物体动量的变化
注意 (2) = t , 则m v m v m v′ m v′
1 1+ 2 2= 1 1+ 2 2,
率 可以通过p t图线斜率的绝对值求解物体所受
合 , 力的大小 - 1 2 m 1 v 1 2 + 2 1 m 2 v 2 2 = 2 1 m 1 v 1 ′2 + 2 1 m 2 v 2 ′2 +Δ E k 损。
2.完全非弹性碰撞:碰撞结束后 以同一速度运动 形变程度最
, ,
大 动能损失最大 则
考点 2 动量守恒定律及其应用 , ,
m v m v m m v
一、动量守恒定律和机械能守恒定律的比较 1 1+ 2 2=( 1+ 2) ,
相同点 不同点 1 m 1 v 1 2 + 1 m 2 v 2 2 = 1 ( m 1+ m 2) v2 +Δ E k 损 max,
2 2 2
m m v v 2
项目 守恒 某一方向 E 1 2( 2- 1)
对象 过程 表达式 标矢性 Δ k 损 max= m m 。
条件 应用情况 2( 1+ 2)
五、人船模型
系统不
如图所示 长为 L 质量为 m 的小船停在静水中 质量
, 、 船 ,
受外力 可以在
动量 为m 人 的人由静止开始从船的一端走到船的另一端 , 不计水的
或所受 p p 某一方
守恒 1+ 2= 矢量式 阻力
。
外力的 p′ p′ 向单独
定律 某 1+ 2
矢量和 应用
系 一
统 过 为零
程
机械 只有重 不能在
以人和船组成的系统为研究对象 在人由船的一端走到船
能守 力或系 E k1+ E p1= 标量式 某一方 ,
的另一端的过程中 系统水平方向不受外力作用 所以整个系
恒定 统内弹 E E 向单独 , ,
k2+ p2 统水平方向动量守恒 可得m v m v
律 力做功 应用 , 船 船= 人 人
因为人和船组成的系统水平方向动量始终守恒 故有 m
二、碰撞遵循的规律 , 船
x m
1.动量守恒:p 1+ p 2= p 1 ′ + p 2 ′ 。 x 船= m 人 x 人, 即 x 人 船 =m 船 人
2.动能不增加:E E E ′ E ′
k1+ k2≥ k1+ k2。 由图可看出x 船+ x 人= L , 可解得
3.速度要符合实际情况:碰后无外力作用下不能发生第二次
m m
船 人
x L x L
碰撞 人=m m , 船=m m 。
。 人+ 船 人+ 船
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋90 5年高考3年模拟 B版 物理(教师用书)
学生用书P263
题型 11 流体模型 续表
情境 子弹嵌入木块中未穿出 或滑块未从木板
/ ' U! (1) 1: (
/ ' UEW + E  滑落 两者有相同速度v 机械能损失最多 类比完全
"   ), , (
 !EW+ E U  L 1 非弹性碰撞 子弹相对木块 或滑块相对木板 的位移
1  '"U /4U/1 1 ), ( )
L/4 O 为s
动量守恒 mv m M v
-/U*KU -/U*K ① : 0=( + )
+ '"+J U+  两种 系统产生的热量Q Fs 1 mv2 1 M m v2
M WUU+BF +JM W UU ② = f = 0- ( + )
 情境 2 2
N 4WUUFQ W4U +/7 4WUU
 情境 子弹穿透木块 或滑块从木板滑落 两者
1/ OW4U (2) 2: ( ),

*F)-/E 速度不相等 机械能有损失 类比非弹性碰撞 木块或
, ( ),
'"U// *F)-/
木板长度为d
1U1
'U NW BFNU//U ① 动量守恒 : mv 0= mv 1+ Mv 2
/@0 ( )
系统产生的热量Q Fd 1 mv2 1 mv2 1 Mv2
'U /NW ② = f = 2 0- 2 1+ 2 2
二、弹簧模型
典例 雨打芭蕉 是文学中常见的抒情意象 当雨滴竖直下
“ ” 。
落的速度为v时 将一圆柱形量杯置于雨中 测得时间t内杯中
, ,
水面上升的高度为h 为估算雨打芭蕉产生的压强p 假设芭蕉 模型
。 ,
叶呈水平状 雨滴落在芭蕉叶上不反弹 不计雨滴重力的影响 图例 物体A B与轻弹簧 开始处于原长 相连 物体A以初
, , 。 、 ( ) ,
已知水的密度为ρ 则p为 A 速度v 运动
, ( )
0
ρhv ρhv
2 当弹簧处于最短 或最长 时两物体瞬时速度相
A. t B. t (1) ( )
同 弹簧的弹性势能最大 类比完全非弹性碰撞
ρhvt ρhvt , ( )
C. D.2 系统动量守恒 m v m m v
审题指导 本题属于非连续流体类问题, t时间内与芭蕉叶 ① : 1 0=( 1+ 2) 共
Δ
发生作用的水的质量不能用m
=
ρ
Δ
V
=
ρvS
Δ
t求解,而是要借助 两种
②
系统机械能守恒
:
1 m
1
v2
0=
1
(
m
1+
m
2)
v2共+ E
pm
情境 2 2
“时间t内杯中水面上升的高度为h”进行求解。
当弹簧处于原长时弹性势能为 类比弹性碰撞
(2) 0( )
解析 单位时间内量杯水位上升的高度 Δ h = h t ,在芭蕉叶上 ① 系统动量守恒 : m 1 v 0= m 1 v 1+ m 2 v 2
取 S的面积, t时间内降落的雨水质量 m ρ· S· h t 系统机械能守恒 1 m v2 1 m v2 1 m v2
Δ Δ = Δ Δ Δ = ② : 1 0= 1 1+ 2 2
2 2 2
h
ρ S t,设雨水受到的撞击力为F,根据动量定理得F· t 总结归纳 力学三大观点的综合应用
Δ t Δ Δ =
1.动力学观点:运用牛顿运动定律结合运动学知识解题,可
h
mv,解得F ρv S ,根据牛顿第三定律可知, S面积的芭 处理匀变速运动问题。
0- =- Δ t Δ
2.能量观点:用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀
h
蕉叶受到的撞击力的大小F′
=
ρv
Δ
S
t
,因此雨打芭蕉产生的压 变速运动问题。
3.动量观点:用动量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问
F′ ρhv
强p , 正确。
= S= t A 题;用动量定理可简化问题的求解过程。
Δ
题型 12 动量守恒中的常见模型 典例 在光滑的水平地面上 , 质量均为m =1 kg 的滑块B和C
中间夹一轻弹簧 轻弹簧处于原长状态 左端固定在B上 右端
一、“子弹打木块”模型与“滑块-木板”模型 , , ,
与C接触但不固定 质量M 半径R 的四分之一光滑
, =2kg、 =1m
圆弧形滑块D放置在C的右侧 C D间距离足够远 质量m
模型 , 、 , 0=
. 的滑块A以初速度v 向右运动与B发生碰撞
图示
水平地面光滑 水平地面光滑
05 kg 0=10 m/s ,
碰撞时间极短 碰后A反弹 速度大小v 重力加速度g
, , A=2 m/s,
模型 (1) 系统所受外力的矢量和为 0, 系统动量守恒 取 10 m/s 2 。 求 :
子弹与木块 滑块与木板 之间有滑动摩擦力做
特点 (2) ( ) W  3
功 系统机械能不守恒 一般应用能量守恒定律 " # $ %
, ,
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题七 动量守恒定律 91
A B碰撞过程损失的机械能 二、巧用转换参考系
(1) 、 ;
弹簧的最大弹性势能 假设质量为 m 的物体 A 以速度 v 与速度为 v 质量
(2) ; 1 1 2、
C能上升的最大高度 为m 的物体B发生弹性碰撞 如图甲 若以物体B为参考系
(3) 。 2 , 。 ,
解析 ( )A 与 B 碰撞时动量守恒,规定向右为正方向, 则转换成物体A以相对物体B的速度 v v 与物体B发生弹
1 ( 1- 2)
有m 0 v 0=- m 0 v A+ mv B ,代入数据解得v B=6 m/s ,损失的机械能 性碰撞 , 如图乙 。
Δ
E
=
1 m
0
v2
0-
1 m
0
v2A- 1 mv2B=6
J
。
"
N W
 #
N  W
 "
N W

W
 #
N 
2 2 2
( )弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大,B、C的速度相 甲 乙
2
同(点拨:类比完全非弹性碰撞),设此时B、C共􀪍同􀪍的􀪍速􀪍度􀪍为 以物体B为参考系 由动量守恒定律和机械能守恒定律
,
v􀪍,B、C 及弹簧组成的系统动量守恒,有 mv mv ,解得 得m v v m v′ m v′
1 B = 2 1 1( 1- 2)= 1 1+ 2 2
v
1=3 m/s
,则弹簧的最大弹性势能
Δ
E
pm=
1 mv2B- 1 ·
2
mv2
1=
1 m
1(
v
1-
v
2)
2
=
1 m
1
v
1
′2
+
1 m
2
v
2
′2
2 2 2 2 2
。 m m
9 J 联立解得v′ 1- 2 v v
(
3
)设C与弹簧分开时(点拨:弹簧恢复原长,此过程可类比 1=m
1+
m
2
( 1- 2)
弹性碰撞),B、C的速度分别为v′和v ,由动量守恒定律及机 m
B C v′ 2 1 v v
械能守恒定律得mv B= mv′ B+ mv C
2=m
1+
m
2
( 1- 2)
由于此时的v′和v′仍然是相对于碰前物体B的速度 故碰
1 mv2B= 1 mv′ B2
+
1 mv2C 1 2
m m
,
2 2 2 后它们相对于地面的速度分别为v″ v′ v 1- 2 v v v
联立并代入数据解得v′ ,v 1= 1+ 2=m m ( 1- 2)+ 2
B=0 C=6 m/s 1+ 2
m
此时C的机械能E
1=
1 mv2C=18J (选取水平地面为重力势能的 v
2
″
=
v
2
′
+
v
2=m
2
m
1
(
v
1-
v
2)+
v
2
2 1+ 2
零势能面) 典例 如图所示 水平轨道左端与圆弧轨道平滑连接 小球A B
, , 、
设C上升高度为h时C、D两者相对速度为 (点拨:类比完全
0 及半径R 的 1 圆弧形滑块C的质量分别为m m
非弹性碰撞),C在竖直方向的速度为 ,设此时C和D的水平 =2m 1=1kg、 2=
0 4
速度均为v ,则mv (M m)v m 小球B与滑块C静止在水平轨道上 现从圆弧
D C= + D 2 kg、 3=3 kg, 。
根据C、D组成的系统机械能守恒有 轨道上高h . 处将小球A由静止释放 小球A与小球B
=4 05 m ,
发生碰撞 经过一段时间后小球B滑上滑块C 小球B到滑块
1 (M
+
m)v2D+ mgh
=
1 mv2C , 。
2 2
C底端的距离足够长 一切摩擦均可忽略 假设所有的碰撞均为
, ,
联立并代入数据解得h . 。
=12 m 弹性碰撞 重力加速度g取 2
, 10 m/s 。
答案 ( ) ( ) ( ) .
1 6 J 2 9 J 3 12 m "
0
I
题型 13 弹性碰撞的一般规律及其应用 # 3 $
如果是两个运动的物体发生弹性碰撞 两个守恒方程同学 求小球A与小球B第一次碰撞后 小球B的速度大小
, (1) , ;
们都能很顺利地列出来 但常常因求解时过程麻烦而耽误了宝 通过计算分析 小球B能否第二次滑上滑块C 若能滑上
, (2) , 。 ,
贵的时间 甚至出现错误 下面用两种方法推导证明弹性碰撞 求小球B第二次能达到的最大高度 若不能滑上 求小球A 小
, , ; , 、
的一般规律 以方便同学们理解记忆
球B 滑块C的最终速度的大小
, 。
、 。
一、常规推导
解析 ( )设碰前小球A的速度为v ,从圆弧轨道上高h
1 0 =
两个物体发生弹性碰撞 根据动量守恒定律有 m v
, 1 1+ . 处将小球A由静止释放,由动能定理得m gh 1 m v2,
m v m v′ m v′ 405 m 1 = 1 0
2 2= 1 1+ 2 2① 2
系统机械能守恒 有 代入数据解得v 。小球A、B碰撞的过程中A、B组成的系
, 0=9 m/s
统机械能守恒、动量守恒,以向右为正方向,设小球A、B碰撞后
1 m v2 1 m v2 1 m v′2 1 m v′2
1 1+ 2 2= 1 1 + 2 2 ②
2 2 2 2 的速度分别为v 、v ,则有 m v m v m v , 1 m v2 1 m v2
由 移项得m v v′ m v′ v 1 2 1 0= 1 1+ 2 2 1 0= 1 1+
① 1( 1- 1)= 2( 2- 2)③ 2 2
由 移项化简得
② 1 m v2,联立解得v ,v 。
m v v′ v v′ m v′ v v′ v 2 2 1=-3 m/s 2=6 m/s
1( 1+ 1)( 1- 1)= 2( 2+ 2)( 2- 2)④ 2
相除得v v′ v′ v ( )设小球B第一次返回滑块C底端时(类比弹性碰撞)B与
③④ 1+ 1= 2+ 2⑤ 2
m m m C的速度分别为v 、v ,以向右为正方向,由动量守恒定律和机
联立 解得v′ 1- 2v 2 2 v 3 4
①⑤ 1=m m 1+m m 2
1+ 2 1+ 2 械能守恒定律可得m v m v m v ,1 m v2 1 m v2 1 m v2,
m m m 2 2= 2 3+ 3 4 2 2= 2 3+ 3 4
v′ 2- 1v 2 1 v 2 2 2
2=m m 2+m m 1 联立解得v . ,v . ,即小球B返回滑块C底端
1+ 2 1+ 2 3=-12 m/s 4=48 m/s
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋92 5年高考3年模拟 B版 物理(教师用书)
时的速度大小为 . 。 段时间,小球A与小球B发生第三次碰撞,设碰后小球A和小
12 m/s
小球A与小球B第一次碰后以 的速度向左运动,小球A 球B的速度分别为v 、v ,根据动量守恒定律和机械能守恒定律
3 m/s A B
再次滑上圆弧轨道,滑下后速度方向向右,速度v ,经过 得m v m v m v m v
5=3 m/s 1 8+ 2 7= 1 A+ 2 B
一段时间,小球A与小球B发生第二次碰撞,设碰后小球A和
小球B的速度分别为v 、v ,根据动量守恒定律和机械能守恒定
1
2
m
1
v2
8+
2
1 m
2
v2
7=
2
1 m
1
v2A+
2
1 m
2
v2B
6 7
律得m 1 v 5+ m 2 v 3= m 1 v 6+ m 2 v 7 解得v A=m m 1- m m 2(v 8- v 7 ) + v 7= 19 m/s
1+ 2 15
1
2
m
1
v2
5+ 2
1 m
2
v2
3= 2
1 m
1
v2
6+ 2
1 m
2
v2
7 v 2 m 1 (v v ) v 34 (巧用转换参考系)
联立解得v 6= m m 1 1 - + m m 2 2 v 5+m 2 1 m + m 2 2 v 3=-2 . 6 m/s 因 B= 为 m v 1 B + < m v 4 2 ,所 8- 以 7 小 + 球 7 B = 不 15 能 m 第 /s 二次滑上滑块C,小球 。 A、小球B、
m m m
v 7=m 2 1 - + m 1 2 v 3+m 2 1+ m 1 2 v 5=1 . 6 m/s (常规推导)。 滑块C的最终速度分别为v A= 1 1 5 9 m/s ,v B= 1 3 5 4 m/s ,v C= v 4=4 .
小球A与小球B第二次碰后以 . 的速度向左运动,再次 8 m/s 。
2 6 m/s
滑上圆弧轨道,滑下后速度方向向右,速度v 8=2 . 6 m/s ,经过一 答案 ( 1 ) 6 m/s ( 2 )见解析
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋
学生用书P267
实验微专题 8 验证动量守恒定律 的水平距离s 再测出入射球 靶球碰撞后分别飞出的水平距
OP, 、
离s s 只要验证 m s m s m s 即可验证动量守恒
一、实验原理及装置图 OM、 O′N,
1
OP=
1
OM+
2
O′N,

定律
。
若m
1
s2OP= m
1
s2OM+ m
2
s2O′N 也成立
,
说明两球的碰撞是弹性
) 碰撞
。
L) 四、减小误差的方法
1.小球落点的确定:画尽量小的圆把尽可能多的小球落点圈在
)
!A 里面 圆心就是小球落点的平均位置
7<I , 。
0 2.水平位移的测量:本实验中的O点和O′点分别为斜槽末端
0 . 1 / 的正下方和靶球球心的正下方 O点可通过铅垂线在白纸上
,
+3 直接画出 而O′点不可以直接画出 需通过测量确定 O O′两
, , , 、
在一维碰撞中 测出相碰的两球的质量m m 和碰撞前后 点间距离为两小球半径之和 而半径的测量存在误差 同时水
, 1、 2 , ,
球的速度 计算得出碰撞前的动量 p m v 及碰撞后的动量 平位移的测量也会存在误差
, = 1 0 。
p′ m v m v 验证碰撞前后的动量是否相同 五、其他实验方案
= 1 1+ 2 2, 。
如图所示 在此实验装置图中 由于平抛运动时间相等 有 方案一 利用滑块和气垫导轨完成实验(如图所示)
, , ,
碰撞前的动量与时间的乘积pt m v t及碰撞后的动量与时间
= 1 0
的乘积p′t m v t m v t 因此只要验证m s m s m s 即
= 1 1 + 2 2 , 1 OP= 1 OM+ 2 O′N,
可验证动量守恒定律 本方案在气垫导轨上进行 阻力小 测量速度时产生的误
。 , ,
二、操作要领及注意事项 差小
。
1.需要测量哪些物理量:两小球质量以及水平位移 方案二 利用斜槽末端小球的碰撞在斜面上完成实验(如图所
。
2.如何选择小球:本实验方案不需要两球大小相同 但需要调 示)
,
节支球柱的高度 以保证两球能发生正碰 若不使用支球柱 "
, 。 ,
则需要两球大小相同 为使入射球碰撞不被弹回且不静止 #
。 ,
.
需要入射球质量大于靶球质量
。 1
/
3.如何安装斜槽:斜槽不要求光滑 但斜槽末端必须水平 $
, 。
0
4.如何控制起点位置:每次让入射球从斜槽上同一位置由静止
本方案小球抛出点相同 无须使用铅垂线确定 O 点的
滚下 ,
。
位置
三、数据处理 。
让入射球从同一位置释放 测出不发生碰撞时入射球飞出
,
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题七 动量守恒定律 93
考点 1 动量、冲量和动量定理 学生用书P74
考向1 动量、冲量和动量定理的理解
1. ( 新课标, , 分)(多选)使甲 乙两条形磁铁隔开一
2023 19 6 、
段距离 静止于水平桌面上 甲的 极正对着乙的 极 甲的 图 图
, , N S , (a) (b)
内 甲车的加速度大小逐渐增大
质量大于乙的质量 两者与桌面之间的动摩擦因数相等 现 A.0~2 s ,
, 。
乙车在t 和t 时的速度相同
同时释放甲和乙 在它们相互接近过程中的任一时刻 BD B. =2 s =6 s
, ( )
内 甲 乙两车的位移不同
C.2~6 s , 、
t 时 甲 乙两车的动能不同
D. =8 s , 、
甲的速度大小比乙的大 甲的动量大小比乙的小 考向2 动量定理的应用
A. B.
甲的动量大小与乙的相等 甲和乙的动量之和不为零 6. ( 课标 , , 分)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞
C. D. 2020 Ⅰ 14 6 ,
2. ( 湖南, , 分)物体的运动状态可用位置x和动量p 车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体 若碰撞后汽车的
2021 2 4 。
描述 称为相 对应p x图像中的一个点 物体运动状态的变 速度在很短时间内减小为零 关于安全气囊在此过程中的作
, , - 。 ,
化可用p x图像中的一条曲线来描述 称为相轨迹 假如一 用 下列说法正确的是 D
- , 。 , ( )
质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动 则对应 增加了司机单位面积的受力大小
, A.
的相轨迹可能是 D 减少了碰撞前后司机动量的变化量
( ) B.
将司机的动能全部转换成汽车的动能
C.
延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
D.
7. ( 北京, , 分) 雪如意 是我国首座国际标准跳台
2022 12 3 “ ”
A B C D
滑雪场地 跳台滑雪运动中 裁判员主要根据运动员在空中
3. ( 北京, , 分)如图所示 圆盘在水平面内以角速度ω 。 ,
2021 10 3 ,
的飞行距离和动作姿态评分 运动员在进行跳台滑雪时大致
绕中心轴匀速转动 圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小 。
,
经过四个阶段 助滑阶段 运动员两腿尽量深蹲 顺着助滑
物体随圆盘一起转动 某时刻圆盘突然停止转动 小物体由P :① , ,
。 ,
道的倾斜面下滑 起跳阶段 当进入起跳区时 运动员两腿
点滑至圆盘上的某点停止 下列说法正确的是 D ;② , ,
。 ( )
猛蹬滑道快速伸直 同时上体向前伸展 飞行阶段 在空中
, ;③ ,
运动员保持身体与雪板基本平行 两臂伸直贴放于身体两侧
、
的姿态 着陆阶段 运动员落地时两腿屈膝 两臂左右平伸
;④ , , 。
下列说法正确的是 B
( )
圆盘停止转动前 小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切 #
A. ,
BC
线方向
,K
圆盘停止转动前 小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小
B. ,
为 mωr
2
圆盘停止转动后 小物体沿圆盘半径方向运动
C. , 助滑阶段 运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力
圆盘停止转动后 小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量 A. ,
D. , 起跳阶段 运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度
大小为mωr B. ,
飞行阶段 运动员所采取的姿态是为了增加水平方向速度
4. ( 湖北, , 分)一质点做曲线运动 在前一段时间内 C. ,
2022 7 4 , 着陆阶段 运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间
D. ,
速度大小由v增大到 v 在随后的一段时间内速度大小由 v
2 , 2 8. ( 海南, , 分)太空探测器常装配离子发动机 其基
2020 8 3 ,
增大到 v 前后两段时间内 合外力对质点做功分别为W 和
5 , , 1 本原理是将被电离的原子从发动机尾部高速喷出 从而为探
,
W 合外力的冲量大小分别为I 和I 下列关系式一定成立
2, 1 2。 测器提供推力 , 若某探测器质量为 490 kg, 离子以 30 km/s 的
的是 D
( ) 速率 ( 远大于探测器的飞行速率 ) 向后喷出 , 流量为 3 . 0×
A. W 2=3 W 1, I 2≤3 I 1 B. W 2=3 W 1, I 2≥ I 1 10 -3 g/s, 则探测器获得的平均推力大小为 ( C )
W W I I W W I I . . . .
C. 2=7 1, 2≤3 1 D. 2=7 1, 2≥ 1 A.147 N B.0147 N C.009 N D.0009 N
5. ( 福建, , 分)(多选)甲 乙两辆完全相同的小车均 9. ( 福建, , 分)福建属于台风频发地区 各类户外设
2023 7 6 、 2021 4 4 ,
由静止沿同一方向出发做直线运动 以出发时刻为计时零 施建设都要考虑台风影响 已知 级台风的风速范围为
。 。 10
点 甲车的速度 时间图像如图 所示 乙车所受合力 时间 . . 级台风的风速范围为 .
, - (a) , - 245 m/s~284 m/s,16 51 0 m/s~
图像如图 所示 则 BC . 若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌 则
(b) 。 ( ) 560 m/s。 ,
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋94 5年高考3年模拟 B版 物理(教师用书)
级台风对该交通标志牌的作用力大小约为 级台风的
16 10
B
( )
倍 倍 倍 倍
A.2 B.4 C.8 D.16
10. ( 河北, , 分)某科研团队通过传感器收集并分析
2023 6 4
运动数据 为跳高运动员的技术动作改进提供参考 图为跳
, 。
高运动员在起跳过程中 其单位质量受到地面的竖直方向支 碰撞前m 的速率大于m 的速率
, A. 2 1
持力随时间变化关系曲线 图像中 . 至 . 内 曲 碰撞后m 的速率大于m 的速率
。 1010 s 1035 s , B. 2 1
线下方的面积与阴影部分的面积相等 已知该运动员的质 碰撞后m 的动量大于m 的动量
。 C. 2 1
量为 60 kg, 重力加速度g取 10 m/s 2 。 下列说法正确的是 D. 碰撞后m 2 的动能小于m 1 的动能
C 4. ( 湖南, , 分) 年 查德威克用未知射线轰击氢
( ) 2022 4 4 1932 ,
核 发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子 即中
'/ , (

子 组成 如图 中子以速度v 分别碰撞静止的氢核和氮核
 ) 。 , 0 ,
 碰撞后氢核和氮核的速度分别为 v 和 v 设碰撞为弹性正
1 2。

碰 不考虑相对论效应 下列说法正确的是 B
 , , ( )

  UT
起跳过程中运动员的最大加速度约为 2
A. 42 m/s
起跳后运动员重心上升的平均速度大小约为
B. 3 m/s
碰撞后氮核的动量比氢核的小
起跳后运动员重心上升的最大高度约为 . A.
C. 045 m
碰撞后氮核的动能比氢核的小
起跳过程中运动员所受合力的冲量大小约为 B.
D. 330 N·s
v 大于v
C. 2 1
考点 2 动量守恒定律及其应用 学生用书P76 v 大于v
D. 2 0
5. ( 北京, , 分)在同一竖直平面内 个完全相同的
考向1 动量守恒定律的理解及基本应用 2020 13 3 ,3
小钢球 号 号 号 悬挂于同一高度 静止时小球恰能接
1. ( 全国乙, , 分)如图 光滑水平地面上有一小车 一 (1 、2 、3 ) ,
2021 14 6 , ,
触且悬线平行 如图所示 在下列实验中 悬线始终保持绷紧
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 , 。 ,
, , 状态 碰撞均为对心正碰 以下分析正确的是 D
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 B
( )
将 号移至高度h释放 碰撞后 观察到 号静止 号摆至
A. 1 , , 2 、3
动量守恒 机械能守恒
A. , 高度h 若 号换成质量不同的小钢球 重复上述实验
。 2 , ,
动量守恒 机械能不守恒
B. , 号仍能摆至高度h
3
动量不守恒 机械能守恒
C. , 将 号一起移至高度h释放 碰撞后 观察到 号静止
B. 1、2 , , 1 ,2、
动量不守恒 机械能不守恒
D. , 号一起摆至高度h 释放后整个过程机械能和动量都守恒
3 ,
2. ( 课标 , , 分)甲 乙两个物块在光滑水平桌面上
2020 Ⅲ 15 6 、 将右侧涂胶的 号移至高度h释放 号碰撞后粘在一
C. 1 ,1、2
沿同一直线运动 甲追上乙 并与乙发生碰撞 碰撞前后甲 乙
, , , 、
起 根据机械能守恒 号仍能摆至高度h
, ,3
的速度随时间的变化如图中实线所示 已知甲的质量为 将 号和右侧涂胶的 号一起移至高度h释放 碰撞后
。 D. 1 2 , ,2、
则碰撞过程两物块损失的机械能为 A 号粘在一起向右运动 未能摆至高度h 释放后整个过程
1 kg, ( ) 3 , ,
机械能和动量都不守恒
6. ( 浙江 月, , 分)在爆炸实验基地有一发射塔
2021 1 12 3 ,
发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪 爆炸物自发
。
射塔竖直向上发射 上升到空中最高点时炸裂成质量之比为
,
初速度均沿水平方向的两个碎块 遥控器引爆瞬间开
2 ∶ 1、 。
始计时 在 末和 末先后记录到从空气中传来的碎块撞
A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J , 5 s 6 s
3. ( 北京, , 分)质量为m 和m 的两个物体在光滑 击地面的响声 已知声音在空气中的传播速度为 忽
2022 10 3 1 2 。 340 m/s,
水平面上正碰 其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示 略空气阻力 g取 2 下列说法正确的是 B
, 。 , 10 m/s 。 ( )
下列说法正确的是 C 两碎块的位移大小之比为
( ) A. 1 ∶ 2
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋1 02 5年高考3年模拟 B版 物理(教师用书)
实验微专题
实验微专题 8 验证动量守恒定律 学生用书P89 用m 和m 表示 然后通过测得的具体数据验证硬币对
( 1 2 ),
心碰撞过程中动量是否守恒
1.( 新课标, , 分)某同学用如图所示的装置验证动量守 ;
2024 22 6
由于存在某种系统或偶然误差 计算得到碰撞前后甲动量
恒定律 将斜槽轨道固定在水平桌面上 轨道末段水平 右侧 (4) ,
。 , ,
变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是 写出一条产生
端点在水平木板上的垂直投影为O 木板上叠放着白纸和复 1,
,
这种误差可能的原因 见解析
写纸 实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放 a : 。
。 ,
从轨道右端水平飞出后落在木板上 重复多次 测出落点的平
3.( 山东, , 分)在第四次 天宫课堂 中 航天员演示了
2024 13 6 “ ” ,
; ,
均位置P与O点的距离x 将与a半径相等的小球b置于轨 动量守恒实验 受此启发 某同学使用如图甲所示的装置进
P, 。 ,
道右侧端点 再将小球a从Q处由静止释放 两球碰撞后均落 行了碰撞实验 气垫导轨两端分别安装a b两个位移传感器
, , , 、 ,
在木板上
;
重复多次
,
分别测出a
、
b两球落点的平均位置M
、
N a测量滑块 A与它的距离 x A, b 测量滑块 B 与它的距离 x B。
与O点的距离x x 部分实验步骤如下
M、 N。 :
2 测量两个滑块的质量 分别为 . 和 .
B ① , 2000 g 4000 g;
C 接通气源 调整气垫导轨水平
② , ;
拨动两滑块 使A B均向右运动
③ , 、 ;
④
导出传感器记录的数据
,
绘制x
A、
x
B
随时间变化的图像
,
分
别如图乙 图丙所示
0 . 1 / 、 。
 B# " # #  C
完成下列填空
:
记a b两球的质量分别为m m 实验中须满足条件m
(1) 、 a、 b, a E!#
m 填 或
> b( “>” “<”); 图甲
如果测得的x x x m 和m 在实验误差范围内满足关
(2) P、 M、 N、 a b YDN YDN
系式 m x m x m x 则验证了两小球在碰撞中满足动  "  #
a P= a M+ b N ,  
量守恒定律 实验中 用小球落点与O点的距离来代替小球  
。 ,
 
水平飞出时的速度 依据是 小球a、b离开轨道后均做平抛运
,  
动,两者下落时间相同,因此可以用水平位移代替水平飞出时  
 
的速度进行验证   UT   UT
。
图乙 图丙
2.( 辽宁, , 分)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量
2023 11 8 回答以下问题
守恒定律 设计了如下实验 用纸板搭建如图所示的滑道 使 :
, : , 从图像可知两滑块在t . 时发生碰撞
硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上 其中OA为水平段 选 (1) = 10 s ;
, 。 滑块B碰撞前的速度大小v . 保留 位有效
择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验 (2) = 0 20 m/s( 2
。 数字
);
通过分析 得出质量为 . 的滑块是 B 填 A 或
(3) , 200 0 g ( “ ”
B
“ ”)。
图 图 4.( 全国甲, , 分)利用图示的实验装置对碰撞过程进
(a) (b) 2022 23 10
测量硬币的质量 得到一元和一角硬币的质量分别为 m 行研究 让质量为m 的滑块A与质量为m 的静止滑块B在
, 1 。 1 2
和m m m 将硬币甲放置在斜面上某一位置 标记此位 水平气垫导轨上发生碰撞 碰撞时间极短 比较碰撞后A和B
2( 1> 2)。 , , ,
置为B 由静止释放甲 当甲停在水平面上某处时 测量甲从 的速度大小v 和v 进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞 完
。 , , 1 2, 。
O点到停止处的滑行距离OP 将硬币乙放置在O处 左侧与 成下列填空
。 , :
O点重合 将甲放置于B点由静止释放 当两枚硬币发生碰
, 。
撞后 分别测量甲 乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON
, 、 。
保持释放位置不变 重复实验若干次 得到OP OM ON的平
, , 、 、
均值分别为s s s 调节导轨水平
0、 1、 2。 (1) 。
在本实验中 甲选用的是 一元 填 一元 或 一角
(1) , ( “ ” “ ”) 测得两滑块的质量分别为 . 和 . 要使碰撞
(2) 0510kg 0304 kg。
硬币
; 后两滑块运动方向相反 应选取质量为 . 的滑块作
, 0 304 kg
碰撞前 甲到O点时速度的大小可表示为 μgs 设 为A
(2) , 2 0 ( 。
硬币与纸板间的动摩擦因数为μ 重力加速度为g 调节B的位置 使得A与B接触时 A的左端到左边挡板
, ); (3) , ,
s s m 的距离s 与B的右端到右边挡板的距离s 相等
若甲 乙碰撞过程中动量守恒 则 0- 1 2 1 2 。
(3) 、 , s = m 使A以一定的初速度沿气垫导轨运动 并与B碰撞 分别
2 1 (4) , ,
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题七 动量守恒定律 1 03
用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的 表中的k . 保留 位有效数字
(6) 2= 031 ( 2 )。
时间t 和t v
1 2。 1的平均值为 . 保留 位有效数字
将B放回到碰撞前的位置 改变A的初速度大小 重复步 (7)v 032 ( 2 )。
(5) , , 2
骤 多次测量的结果如表所示 理论研究表明 对本实验的碰撞过程 是否为弹性碰撞可
(4)。 。 (8) , ,
v v
由 1判断 若两滑块的碰撞为弹性碰撞 则 1 的理论表达式
1 2 3 4 5 v 。 , v
t / . . . . . 2 2
1 s 049 067 101 122 139 为 m 2- m 1 用m 和m 表示 本实验中其值为 . 保
t / . . . . . m ( 1 2 ), 034 (
2 s 015 021 033 040 046 2 1
留 位有效数字 若该值与 中结果间的差别在允许范围
v 2 ); (7)
k =v 1 0 . 31 k 2 0 . 33 0 . 33 0 . 33 内 , 则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞 。
2
􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋