专题9.2　动量守恒定律及应用【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题9.2　动量守恒定律及应用【讲】
【讲核心素养】
1.物理观念：碰撞、反冲。
（1）理解碰撞、反冲的定义及物理意义。
（2）定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
2.科学思维：动量守恒定律、人船模型、“木块—滑块”模型、“子弹打木块”模型、“含弹簧”模型。
（1）.理解系统动量守恒的条件、会应用动量守恒定律解决基本问题、会分析、解决动量守恒定律的临界问题。
（2）会用动量守恒观点分析反冲运动、人船模型、“子弹打木块”、“滑块—木板”模型的有关问题。
3.科学态度与责任：现代航天技术与反冲。
体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。
【讲考点题型】
【知识点一】动量守恒定律的理解和基本应用
动量守恒定律的五个特性
矢量性
动量守恒定律的表达式为矢量方程，解题应选取统一的正方向
相对性
各物体的速度必须是相对同一参考系的速度（一般是相对于地面）
同时性
动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p′1、p′2、…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量
系统性
研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
普适性
动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统
题型1　动量守恒条件的理解
【例1】（2022·湖北武汉·模拟预测）2022年2月5日，由任子威、武大靖、曲春雨、范可新和张雨婷组成的中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军，这是中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。短道速滑的接力与田径比赛的接力不同，运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。决赛中，“接棒”的任子威在“交棒”的曲春雨前面滑行，当追上时，曲春雨猛推任子威一把，使任子威获得更大的速度向前滑行，如图所示。在曲春雨用力推任子威的过程中，不计冰面阻力和空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．任子威的速度增加量大于曲春雨的速度减少量
B．任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量
C．任子威的动量变化一定比曲春雨的动量变化快
D．任子威受到推力的冲量大于曲春雨受到推力的冲量
【答案】 B
【解析】AB．在曲春雨用力推任子威的过程中，两人组成的系统在水平方向所受合外力为零，则动量守恒，所以任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量，而两人质量关系未知，所以无法比较两人速度的变化量，故A错误，B正确。
D．任子威受到推力和曲春雨受到推力是一对相互作用力，大小相等，而作用时间也相同，所以两个力的冲量大小相等，故D错误；
C．根据动量定理有
所以
即动量变化的快慢等于合外力，由题意并根据D项分析可知，两人各自受到的合外力大小相等，所以两人动量变化的快慢相同，故C错误。
故选B。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念、科学思维。要求考生能正确理解并区分动量守恒定律和机械能守恒的应用的条件。
【变式训练1】（2022·福建·莆田二中模拟预测）如图所示，质量为m的半径为R的光滑圆弧形凹槽静止在光滑水平面上，质量也为m的小钢球从槽的顶端A处由静止释放，在小球下滑到底端B的过程中，则（　　）
A．小球和凹槽组成的系统动量守恒 B．小球与凹槽、地球组成的系统机械能守恒
C．小球对地的运动位移为R D．小球所受合力的瞬时功率一直增大
【答案】 B
【解析】A．小球竖直方向有加速度，系统在竖直方向上合力不为零，但是系统在水平方向受力为零，可知小球和凹槽组成的系统水平方向动量守恒。故A错误；
B．根据机械能守恒的条件可知，小球与凹槽、地球组成的系统机械能守恒。故B正确；
C．系统水平方向动量守恒，有
又
联立，可得
故C错误；
D．小球开始下滑时，速度为零，根据
可知合力的瞬时功率为零，小球滑到底端B时，速度与合力垂直，合力的瞬时功率也为零。故D错误。
故选B。
【必备知识】动量守恒的条件
（1）系统不受外力或所受外力之和为零时，系统的动量守恒。
（2）系统所受外力之和不为零，但当内力远大于外力时系统动量近似守恒。
（3）系统所受外力之和不为零，但在某个方向上所受合外力为零或不受外力，或外力可以忽略，则在这个方向上，系统动量守恒。
题型2　动量守恒定律的基本应用
【例2】（2022·江苏省昆山中学模拟预测）某小组做验证动量守恒定律实验时，在气垫导轨上放置P、Q两滑块。碰撞前Q静止，P匀速向Q运动并发生碰撞，利用频闪照相的方法连续4次拍摄得到频闪照片如图所示，在这4次闪光的过程中，P、Q两滑块均在0~80cm范围内，且第1次闪光时，P恰