江蘇省泰州市高考物理二輪復習101動量守恒定律課件

1、專題十 選修3-5,第1講動量守恒定律,一、動量和沖量動量定理 1運動物體的質量和速度的乘積叫做物體的動量，即p=mv. 動量和動能都是狀態(tài)量，它們的關系是p2= 2mEk 2力和力的作用時間的乘積稱為力F的沖量即I=Ft.沖量是矢量，若在時間t內，F(xiàn)方向 恒定 ，則它的方向與F方向相同 3動量定理：物體的動量增量等于物體所受外力的總沖量，表達式為Dp=I. (1)動量定理表明沖量是使物體動量發(fā)生變化的原因，合外力的沖量是物體動量變化的量度,(2)動量定理給出了物體的合外力沖量與動量變化的大小互求關系和方向同向關系 (3)牛頓第二定律的動量形式為F=Dp/Dt. (4)動量定理的表達式是矢量式

2、在一維的情況下，必須規(guī)定一個正方向 (5)注意： 在物體受變力作用時動量定理仍然成立但此時不可用Ft表示沖量，動量定理可表達為I=Dp. 動量定理中的速度通常均指以地面為參照系的速度,二、動量守恒定律 1動量守恒定律的內容：一個相互作用的物體系統(tǒng)不受外力作用，或所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變 2系統(tǒng)動量守恒的條件：系統(tǒng)所受合外力為零. 3兩物體質量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，沿同一直線運動，相互作用后，速度分別為v1、v2，則系統(tǒng)動量守恒的表達式為：m1v1+m2v2=m1v1+m2v2或Dp1=-Dp2.,4如果外力遠小于內力，且作用時間很短 ，即合外力的沖量可以忽略

3、，可近似認為系統(tǒng)的總動量守恒 5如果系統(tǒng)的動量不守恒，但在某一方向上合外力為零，或在某一方向上的外力遠小于內力，那么在這一方向上的動量守恒或近似守恒 6中學范圍內動量守恒定律中的速度通常為相對于地面的速度,(2)完全非彈性碰撞有兩個主要特征 碰撞過程中系統(tǒng)的動能損失最大. 碰后兩物體速度相等. 2反沖 (1)物體向同一方向拋出(沖出)一部分時(通常一小部分)，剩余部分將獲得相反方向的動量增量，這一過程稱為反沖 (2)若所受合外力為零或合外力的沖量可以忽略，則反沖過程動量守恒.反沖運動中，物體的動能不斷增大，這是因為有其他形式能轉化為動能例如火箭運動中，是氣體燃燒釋放的化學能轉化為火箭和噴出氣體

4、的動能,方法指導： 1應用動量定理解題的步驟： (1)明確研究對象和研究過程 (2)分析研究對象在研究過程中的受力情況和運動情況 (3)選取正方向，確定物體在運動過程中始末狀態(tài)的動量,合外力的沖量 (4)依據動量定理列出方程并求解 2應用動量守恒定律解題的步驟： (1)明確研究對象與研究過程(把相互作用的多個物體視為系統(tǒng)，將復雜的物理過程合理分段或整體分析)； (2)對系統(tǒng)進行受力分析，判斷動量是否守恒；,(3)確定過程的始、末狀態(tài)系統(tǒng)的總動量； (4)建立動量守恒方程，求解并驗證 3應用動量守恒定律解題時應注意三性： (1)同時性：在m1v1+m2v2=m1v1+m2v2中，v1與v2應是同

5、一時刻的速度，v1與v2應是另一同一時刻的速度 (2)矢量性：在一維情況下應用動量守恒定律，先要確定正方向 (3)相對性：動量守恒方程中各速度都指相對同一慣性參考系的速度若題中的速度是物體間的相對速度，則應將它轉化為相對于慣性參考系(相對于地面)的速度轉化時一定要注意各速度的符號的統(tǒng)一,4判斷碰撞過程是否可能發(fā)生的三條原則： 系統(tǒng)動量守恒原則 動能不增加守恒原則 物理情景可行性原則 如果碰撞前兩物體同向運動，則后面物體的速度必大于前面物體的速度，碰撞后，原來在前的物體的速度一定增大，且碰后兩物體同向運動時，原來在前的物體速度大于或等于原來在后的物體的速度,1動量、動量變化、動量定理 【例1】

6、一位質量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經Dt時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v.在此過程中() A地面對他的沖量為mv+mgDt，地面對他做的功 為 mv2 B地面對他的沖量為mv+mgDt，地面對他做的功 為零 C地面對他的沖量為mv，地面對他做的功為 mv2 D地面對他的沖量為mv-mgDt，地面對他做的功 為 零,【切入點】沖量等于力對時間的積累，地面對運動員的作用力為變力，故本題只能從合外力的沖量等于物體動量變化入手；功是力對作用點位移的積累，此時抓住作用點的位移為零為切入點 【解析】運動員的開始狀態(tài)是下蹲狀態(tài)，速度為零，初動量p0=0，末狀態(tài)是以v的速度向上離開地面，故末動量p

7、=mv.所以Dp=p-p0=mv.設地面對運動員的作用力為F，選豎直向上的方向為正方向，由動量定理，有 (F-mg)Dt=mv，所以FDt=mv+mgDt 運動員從下蹲狀態(tài)到身體剛好伸直離開地面，地面對運動員的作用點在腳底，在力方向上沒有位移，故地面對運動員做功為零，所以B選項正確,【點評】 動量定理除用來解決在恒力持續(xù)作用下的問題外，尤其適合用來解決作用時間短，而力的變化又十分復雜的問題，如沖擊、碰撞、反沖運動等應用時只需知道運動物體的始末狀態(tài)，無需深究其中過程的細節(jié)只要動量的變化具有確定的值，就可以用動量變化確定沖量或求沖力或平均沖力,2碰撞問題 【例2】在光滑水平面上停放著兩木塊A和B，

8、A的質量大，現(xiàn)同時施加大小相等的恒力F使它們相向運動，然后又同時撤去外力F，結果A和B迎面相碰后合在一起，問A和B合在一起后的運動情況將是() A停止運動 B因A的質量大而向右運動 C因B的速度大而向左運動 D運動方向不能確定,【切入點】碰撞問題應該從動量的角度去思考，而不能僅看質量或者速度，本題中，AB碰撞前受到的沖量大小相等 【解析】 由動量定理知，A和B兩物體在碰撞之前的動量等大反向，碰撞過程中動量守恒，因此碰撞之后合在一起的總動量為零，故選A. 【點評】 本題容易錯選：因為A的質量大，所以它的慣性大，所以它不容易停下來，因此錯選B；或者因為B的速度大，所以它肯定比A后停下來，所以錯選C.,3應用動量守恒定律解題時的矢量性與相對性 【例3】如圖所示，在光滑水平面上有A、B兩輛小車，水平面的左側有一豎直墻，在小車B上坐著一個小孩，小孩與B車的總質量是A車質量的10倍兩車開始都處于靜止狀態(tài)，小孩把A車以相對于地面的速度 v 推出，A車與墻壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A車后，又把它以相對于地面的速度v推出每次推出，A車相 對于地面的速度都是 v， 方向向左則小孩把A車推 出幾次后，A車返回時小