2018年高考物理一轮复习 第十四章 动量 近代物理初步 第1讲 动量 动量守恒定律课件
39页1、课标版 物理,第1讲 动量 动量守恒定律,一、动量、动量定理 1.动量 (1)定义:运动物体的质量和 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: 。 (4)标矢性:动量是矢量,其方向和 方向相同。 2.冲量 (1)定义:力和力的 的乘积叫做力的冲量。 (2)表达式:I= 。 (3)单位:Ns。,速度,mv,kgm/s,速度,作用时间,Ft,(4)标矢性:冲量是矢量,它的方向由 的方向决定。 3.动量定理 (1)内容:物体所受 的冲量等于物体 的变化。 (2)表达式:Ft=p=p-p。 (3)矢量性:动量变化量的方向与 的方向相同,可以在某一方 向上用动量定理。 自测1 (辨析题) (1)一个物体的运动状态变化,它的动量一定改变。 ( ) (2)合外力的冲量是物体动量发生变化的原因。 ( ) (3)动量变化量的方向和合外力的方向可能相同,也可能相反。 ( ) 答案 (1) (2) (3),力,合外力,动量,合外力,二、动量守恒定律 1.内容:如果一个系统 ,或者所受 为0, 这个系统的总动量保持不变。 2.表达式:m1v1+m2v2= 或p=p。 3.
2、适用条件 (1)理想守恒:系统不受外力或所受 为零,则系统动量守恒。 (2)近似守恒:系统受到的合力不为零,但当内力远 外力时,系统 的动量可近似看成守恒。 (3)分方向守恒:系统在某个方向上所受合力为零时,系统在该方向上动量 守恒。,不受外力,外力的矢量和,m1v1+m2v2,外力的合力,大于,自测2 如图所示情况中系统的动量不守恒的是 ( ) A.如图甲所示,小车停在光滑水平面上,车上的人在车上走动时,对人与车 组成的系统 B.子弹射入放在光滑水平面上的木块中,对子弹与木块组成的系统(如图乙 所示) C.子弹射入紧靠墙角的木块中,对子弹与木块组成的系统 D.斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时,答案 C 对于人和车组成的系统,人和车之间的力是内力,系统所受的 外力有重力和支持力,合外力为零,系统的动量守恒;子弹射入木块过程中, 虽然子弹和木块之间的力很大,但这是内力,木块放在光滑水平面上,系统 所受的合外力为零,动量守恒;子弹射入紧靠墙角的木块时,墙对木块有力 的作用,系统所受的合外力不为零,系统的动量减小;斜向上抛出的手榴弹 在空中炸开时,虽然受到重力作用,合外力不为零,但爆炸时的内力
3、远大于 重力,动量近似守恒。故选C。,三、弹性碰撞和非弹性碰撞 1.碰撞 碰撞是指两个物体相遇时,物体间的相互作用持续时间 ,而物体 间的相互作用力 的现象。 2.特点 在碰撞现象中,一般都满足内力 外力,可认为相互碰撞的系统 动量守恒。 3.分类,很短,很大,远大于,守恒,最大,自测3 A球的质量是m,B球的质量是2m,它们在光滑的水平面上以相同的 动量运动。B在前,A在后,发生正碰后,A球仍朝原方向运动,但其速率是原 来的一半,碰后两球的速率之比vAvB为 ( ) A.12 B.13 C.21 D.23 答案 D 设碰前A球的速率为v,根据题意知pA=pB,即mv=2mvB,则知碰前 vB= ,碰后vA= ,由动量守恒定律有mv+2m =m +2mvB,解得vB= v,所以 = = 。选项D正确。,考点一 对动量定理的理解及应用 1.动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。这种情况下, 动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值。 2.动量定理的表达式Ft=p是矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲 量、动量及动量变化量的方向,公式中的F是物体或系统所受的合力。 3
4、.应用动量定理解释两类物理现象 (1)当物体的动量变化量一定时,力的作用时间t越短,力F就越大,力的作用 时间t越长,力F就越小,如玻璃杯掉在水泥地上易碎,而掉在沙地上不易碎。 (2)当作用力F一定时,力的作用时间t越长,动量变化量p越大,力的作用时 间t越短,动量变化量p越小。,典例1 在水平力F=30 N的作用下,质量m=5 kg的物体由静止开始沿水平 面运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数=0.2,若F作用6 s后撤去,撤去 F后物体还能向前运动多长时间才停止?(g取10 m/s2) 答案 12 s 解析 解法一 用动量定理解,分段处理。 选物体作为研究对象,对于撤去F前物体做匀加速运动的过程,物体的受力 情况如图甲所示,始态速度为零,终态速度为v,取水平力F的方向为正方向, 根据动量定理有,(F-mg)t1=mv-0。 对于撤去F后,物体做匀减速运动的过程,受力情况如图乙所示,始态速度为 v,终态速度为零,根据动量定理有 -mgt2=0-mv。 以上两式联立解得 t2= t1= 6 s=12 s。 解法二 用动量定理解,研究全过程。,选物体作为研究对象,研究整个运动过程,这个过
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