（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第13章 第1讲 动量定理 动量守恒定律

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第13章 第1讲 动量定理 动量守恒定律内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 动量定理动量守恒定律知识一冲量和动量定理1冲量(1)定义：力 F 与力的作用时间 t 的乘积(2)定义式：I3)单位：Ns(4)方向：恒力作用时，与力的方向相同(5)物理意义：是一个过程量，表示力在时间上积累的作用效果2动量定理(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化(2)表达式：识二动量和动量守恒定律1动量(1)定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用 p 来表示(2)表达式：p 3)单位：kgm/s.(4)标矢性：动量是矢量，其方向和速度方向相同2动量守恒定律(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为 0，这个系统 2、的总动量保持不变，这就是动量守恒定律(2)表达式m 2v2m 1v 1m 2v 2，即相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和3动量守恒定律的适用条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零(2)近似守恒：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力知识三碰撞、反冲和爆炸问题1弹性碰撞和非弹性碰撞动量是否守恒 机械能是否守恒弹性碰撞 守恒 守恒非完全弹性碰撞 守恒 有损失完全非弹性碰撞 守恒 来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开这类问题相互作用的过程中系统的动能增大，且常伴有其他形式能向动能光世昌老师高中物理精品资源免费下载地 3、址 3爆炸问题爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量守恒，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动考点一对动量定理的理解及应用一、适用范围适用于恒力作用也适用于变力作用，适用于直线运动也适用于曲线运动，适用于受持续的冲量作用，也适用于受间断的多个冲量的作用二、解释现象一类是物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小另一类是作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小三、解题的基本思路1确定研究对象：一般为单个物体或由多个物体组成的系统. 2对物体进行受力分析可以 4、先求每个力的冲量，再求各力冲量的矢量和；或先求合力，再求其冲量3抓住过程的初末状态，选好正方向，确定各动量和冲量的正负号4根据动量定理列方程代入数据求解排球运动是一项同学们喜欢的体育运动为了了解排球的某些性能，某同学让排球从距地面高 .8 m 处自由落下，测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为 t1.3 s，第一次反弹的高度为 m已知排球的质量为 mkg，0 m/计空气阻力求：(1)排球与地面的作用时间；(2)排球对地面的平均作用力的大小【解析】(1)排球第一次落到地面的时间为 一次反弹到最高点的时间为 h 2 得12 21 12 2s，t 20.5 ttt 1t 2s.(2)方法 5、一：设排球第一次落地的速度大小为 一次反弹离开地面时的速度大小为有：v16 m/s，v 25 m/，以排球为研究对象，取向上为正方向，则在排球与地面的作用过程中，由动量定理得：(Ftm( v 1)解得：F 26 球对地面的平均作用力为 26 过程应用动量定理取竖直向上为正方向，从开始下落到第一次反弹到最高点的过程用动量定理得F(tt 1t 2)0光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：F 26 6 N.【答案】(1)0.2 s(2)26 量守恒定律的理解与应用一、动量守恒定律的“五性”1矢量性：速度、动量均是矢量，因此列式时，要规定正方向2相对性：动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性 6、参考系3系统性：动量守恒是针对满足守恒条件的系统而言的，系统改变，动量不一定满足守恒4同时性：动量守恒定律方程等号左侧表示的是作用前同一时刻的总动量，右侧则表示作用后同一时刻的总动量5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，而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统二、动量守恒定律的不同表达形式1 pp ，系统相互作用前的总动量 p 等于相互作用后的总动量 pm 2m2m 1m 2相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和3 p 2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向4 p0，系统总动量的增量为零三、应用动量守恒定律解题的步骤1明确研究对象，确定系统的组成( 7、 系统包括哪几个物体及研究的过程 )；2进行受力分析，判断系统动量是否守恒( 或某一方向上动量是否守恒 )；3规定正方向，确定初、末状态动量；4由动量守恒定律列出方程；5代入数据，求出结果，必要时讨论说明(2013 新课标全国卷 ) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B，两者相距为 一初速度，使 A 与 B 发生弹性正碰，碰撞时间极短当两木块都停止运动后，相距仍然为 ，B 的质量为 A 的 2 倍，重力加速度大小为 的初速度的大小【解析】从碰撞时的能量和动量守恒入手，运用动能定理解决问题设在发生碰撞前的瞬间，木块 A 的速度大小为 v；在碰撞后的瞬间， A 和 B 的速度分别为 能量 8、和动量守恒定律，得 (2m)v 12 12 21 12 2mv(2m)v 2式中，以碰撞前木块 A 的速度方向为正由式得 和 B 运动的距离分别为 动能定理得 12 21 (2m)(2m)v 12 2据题意有光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 d 1d 2设 A 的初速度大小为 动能定理得 2 20 12联立至式，得85案】285撞问题一、分析碰撞问题的三个依据1动量守恒，即 p1p 2p 1p 2能不增加，即 E 2m1 2度要合理(1)碰前两物体同向，则 v 后 v 前 ；碰后，原来在前的物体速度一定增大，且 v 前 v 后 .(2)两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变二 9、、弹性碰撞的规律两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和动能守恒以质量为 度为 小球与质量为 静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有m 1v 1m 2v 2 2 21 12 21 12 2解得：v 1 ，v 2m2v 10 ，v 2v 1，两球碰撞后交换了速度2当质量大的球碰质量小的球时，v 10，v 20 ，碰撞后两球都沿速度 方向运动3当质量小的球碰质量大的球时，v 10，v 20 ，碰撞后质量小的球被反弹回来图 1311如图 1311 所示，质量分别为 1 滑块 A、B 位于光滑水平面上，现使滑块 A 以 4 m/s 的速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块 B 发生碰撞求二者在发生碰撞的过程中(1 10、)弹簧的最大弹性势能；(2)滑块 B 的最大速度【解析】(1)当弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块 A、B 同速由动量守恒定律得 m Am B)v m/s1 m/41 3弹簧的最大弹性势能即滑块 A、B 损失的动能光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (mAm B)6 0 12(2)当弹簧恢复原长时，滑块 B 获得最大速度，由动量守恒和能量守恒得m m 0 12 2m 12 2 m/s，向右【答案】(1)6 J(2)2 m/s，向右考点四动量与能量观点的综合应用利用动量和能量的观点解题应注意下列问题一、动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达 11、式二、动量守恒定律和能量守恒定律，是自然界最普遍的规律，它们研究的是物体系统在应用这两个规律时，当确定了研究的对象及运动状态变化的过程后，根据问题的已知条件和要求解的未知量，选择研究的两个状态列方程求解图 1312(2012新课标全国高考)如图 1312 ，小球 a、b 用等长细线悬挂于同一固定点 a 静止下垂，将球 b 向右拉起，使细线水平从静止释放球 b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为 60：(1)两球 a、b 的质量之比；(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球 b 在碰前的最大动能之比【审题指导】解答本题时应注意以下两点：(1)小球碰撞前和碰撞后的摆动过程中 12、机械能分别守恒(2)两球相碰过程为完全非弹性碰撞【解析】(1)设球 b 的质量为 线长为 L，球 b 下落至最低点，但未与球 a 相碰时的速率为 v，由机械能守恒定律得2设球 a 的质量为 两球相碰后的瞬间，两球共同速度为 v，以向左为正由动量守恒定律得m 1m 2)v设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为 ，由机械能守恒定律得(m1m 2)v 2(m 1m 2) )12联立式得 11 代入已知数据得光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 1(2)两球在碰撞过程中的机械能损失为Qm 2 m1m 2) )联立式，Q 与碰前球 b 的最大动能 比为(121 (1 )式，并代入题给数据得1 2【答案】(1) 1(2)1222考点五实验：验证动量守恒定律一、实验装置图 1313二、实验步骤1不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复 10。