历年高考物理知识清单-专题10 碰撞与动量守恒定律（讲）（原卷+解析版）.docxVIP

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专题十碰撞与动量守恒定律

考情解读

动量和能量的思想,特别是动量守恒定律与能量守恒定律，是贯穿高中物理各知识领域的一条主线。用

动量和能量观点分析物理问题,是物理学中的重要研究方法,也是高考的永恒话题。具体体现在：

①题型全，年年有，不回避重复考查，常作为压轴题出现在物理试卷中，是区别考生能力的重要内容；

②题型灵活性强，难度较大，能力要求高，题型全，物理情景多变，多次出现在两个守恒定律交汇的综

合题中；

③经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学知识综合运用，在高考中所占份量相当大；

④主要考查的知识点有：变力做功、瞬时功率、功和能的关系、动能定理、机械能守恒定律、动量定理、

动量与能量的综合应用等。

重点知识艳理

知识点一、动量与动能、冲量的关系

1．动量和动能的关系

(1)动量和动能都与物体的某一运动状态相对应，都与物体的质量和速度有关．但它们存在明显的不同：

动量的大小与速度成正比，p＝mv；动能的大小与速度的平方成正比，Ek＝mv2/2.两者的关系：p2＝2mEk.

(2)动量是矢量而动能是标量．物体的动量发生变化时，动能不一定变化；但物体的动能一旦发生变化，

则动量必发生变化.

(3)动量的变化量Δp＝p2－p1是矢量形式，其运算遵循平行四边形定则；动能的变化量ΔEk＝Ek2－Ek1是

标量式，运算时应用代数法.

2．动量和冲量的关系

冲量是物体动量变化的原因，动量变化量的方向与合外力冲量方向相同.

知识点二、动能定理和动量定理的比较

动能定理

动量定理

研究对象

单个物体或可视为单个物体的系统

单个物体或可视为单个物体的系

统

公式

W＝Ek′－Ek或

Fs＝mv－mv

I＝pt－p0或Ft＝mvt－mv0

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物理量的意

义

公式中的W是合外力对物体所做的总功，做功是物体动能变化的原因．Ek′－Ek是物体动能的变化，是指做功过程的末动能

减去初动能

公式中的Ft是合外力的冲量，冲量是使研究对象动量发生变化的原因．mvt－mv0是研究对象的动量变化，

是过程终态动量与初态动量的矢量差

相同处

①两个定理都可以在最简单的情景下，利用牛顿第二定律导出.

②它们都反映了力的积累效应，都是建立了过程量与状态量变化的对应关系.

③既适用于直线运动，又适用于曲线运动；既适用于恒力的情况，又适用于变力的情况

不同处

①动能定理是标量式，动量定理是矢量式.②侧重于位移过程的力学问题用动能定理处理较为方便，侧重于时间过程的力学问题用动量定理处理较为方便.③力对时间的积累决定了动量的变化，

力对空间的积累则决定动能的变化

特别提醒：做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就表示有多少能量发生了转化，所以说功

是能量转化的量度．功能关系是联系功和能的“桥梁”.

知识点三、机械能守恒定律

1．机械能守恒的判断

(1)物体只受重力作用，发生动能和重力势能的相互转化．如物体做自由落体运动、抛体运动等.

(2)只有弹力做功，发生动能和弹性势能的相互转化．如在光滑的水平面上运动的物体与一个固定的弹簧碰撞，在其与弹簧作用的过程中，物体和弹簧组成的系统的机械能守恒．上述弹力是指与弹性势能对应

的弹力，如弹簧的弹力、橡皮筋的弹力，不是指压力、支持力等.

(3)物体既受重力又受弹力作用，只有弹力和重力做功，发生动能、重力势能、弹性势能的相互转化．如做自由落体运动的小球落到竖直弹簧上，在小球与弹簧作用的过程中，小球和弹簧组成的系统的机械能守

恒.

(4)物体除受重力(或弹力)外虽然受其他力的作用，但其他力不做功或者其他力做功的代数和为零．如物

体在平行斜面向下的拉力作用下沿斜面向下运动，其拉力与摩擦力大小相等，该过程物体的机械能守恒.

判断运动过程中机械能是否守恒时应注意以下几种情况：

①如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化时，机械能守恒；

②可以对系统的受力进行整体分析，如果有除重力以外的其他力对系统做了功，则系统的机械能不守

恒；

③当系统内的物体或系统与外界发生碰撞时，如果题目没有明确说明不计机械能的损失，则系统机械

能不守恒；

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④如果系统内部发生“爆炸”，则系统机械能不守恒；

⑤当系统内部有细绳发生瞬间拉紧的情况时，系统机械能不守恒.

2．机械能守恒定律的表述

(1)守恒的角度：系统初、末态的机械能相等，即E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ep2＋Ek2，应用过程中重力势能需

要取零势能面；

(2)转化角度：系统增加的动能等于减少的势能，即ΔEk=-ΔEp或ΔEk+ΔEp＝0；

(3)转移角度：在两个物体组成的系统中，A物体增加的机械能等于B物体减少的机械能，ΔEA=-ΔEB

或ΔEA+ΔEB＝0.

知识点四