《2022届高三物理二轮重难点突破(北京专用)》专题06 动量守恒及其应用(解析版)
高三专题复习 06:动量守恒及其应用
1. 动量守恒定律
(1) 动量守恒的判断
① 理想条件:系统不受外力;
② 实际条件:所受外力的矢量和为零;
③ 近似条件:内力远大于外力,如爆炸、反冲等;
④ 单方向动量守恒:某一方向上合外力为零,则虽然系统动量不守恒,但该方向上动量守恒;
(2) 动量守恒方程:m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
(3) 注意区分动量守恒与机械能守恒的条件
① 不受外力或者所受外力的矢量和为零时,系统的动量守恒;当外力比相互作用的内力小得多,系
统的动量近似守恒;当某一方向上的合外力为零,系统在该方向上动量守恒;
② 在只有重力或弹力做功的系统内,动能与势能相互转化,机械能守恒;
③ 动量是否守恒与机械能是否守恒没有必然的联系。
【例1】 研究小组的同学们用如图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系之后,对此实验又做了
进一步的分析:在实验前通过垫块已经平衡了阻力,且砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量,
若将小车(含车上砝码)和砂(含砂桶)当成一个系统(包括地球),由静止释放小车后,下列说法中正
确的是()
A.系统动量守恒,机械能守恒 B.系统动量不守恒,机械能守恒
C.系统动量守恒,机械能不守恒 D.系统动量不守恒,机械能不守恒
【答案】D
【考点】动量守恒、机械能守恒
【解析】由静止释放小车后,系统由加速度,合外力不为零,故系统动量不守恒;过程中有阻力做功,故
系统机械能不守恒,故 D正确。
【例2】 如图所示,在光滑的水平面上有一辆平板车,人和车都处于静止状态。一个人站在车上用大锤敲
打车的左端。在连续的敲打下,下列说法正确的是( )
A.车左右往复运动 B.车持续地向右运动
C.大锤、人和车组成的系统水平方向动量守恒 D.当大锤停止运动时,人和车也停止运动
【答案】ACD
【考点】动量守恒
【解析】一般系统在光滑水平面上运动,但系统中一部分物体有竖直方向加速度时,该系统为单方向动量
守恒模型
ABC。把人、大锤和车看成一个系统,系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,用大锤连续敲打车的
左端,根据动量守恒可知,系统的总动量为零,大锤向左运动,所以车左右往复运动,车不会持续地向右
运动,故 AC 正确,B错误;
D。当大锤停止运动时,由系统的动量守恒知系统的速度为零,人和车停止运动,故 D正确。
【例3】 关于下列四幅图所反映的物理过程的说法正确的是( )
甲:在光滑水平面上,子弹射入木块的过程过程 乙:剪断细线,弹簧恢复原长的过程
丙:两球匀速下降,细线断裂后两球在水中运动的过
程
丁:木块沿放在光滑水平面上的斜面下滑
A. 甲图中子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,能量不守恒
B. 乙图中 M、N两木块放在光滑的水平面上,剪断束缚 M、N两木块之间的细线,在弹簧恢复原长的过
程中,M、N与弹簧组成的系统动量守恒,机械能增加
C. 丙图中细线断裂后,木球和铁球在水中运动的过程,两球组成的系统动量守恒,机械能不守恒
D. 丁图中木块沿放在光滑水平面上的斜面下滑,木块和斜面组成的系统在水平方向上动量守恒,机械能
守恒
【答案】C
【考点】动量守恒
【解析】本题需根据动量守恒条件和机械能守恒条件判断是否守恒。
A选项:甲图中,在光滑水平面上,子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,机械能有
损失,但是损失的机械能转化为内能,能量仍守恒,故 A错误;
B选项:乙图中,剪断束缚 M、N两木块之间的细线,在弹簧恢复原长的过程中,M、N与弹簧组成的系
统动量守恒,弹簧的弹性势能转化为木块的动能,系统机械能守恒,故 B错误;
C选项:丙图中,木球和铁球组成的系统匀速下降,说明两球所受水的浮力等于两球自身的重力,细线断
裂后两球在水中运动的过程中,所受合外力为零,两球组成的系统动量守恒,由于水的浮力对两球做功,
两球组成的系统机械能不守恒,故 C正确;
D选项:丁图中,木块沿放在光滑水平面上的斜面下滑,木块和斜面组成的系统在水平方向上不受外力,
水平方向上动量守恒,由于斜面可能不光滑,所以机械能可能有损失,故 D错误;
故选C。
【例4】 带有斜面的木块 P原静止在光滑的水平桌面上,另一个小木块 Q从P的顶端由静止开始沿光滑的
斜面下滑。当 Q滑到P的底部时,P向右移动了一段距离,且具有水平向右的速度 v,如图所示,下面的
说法中正确的是( )
A.P、Q组成的系统的动量守恒 B.P、Q组成的系统的机械能守恒 A
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