第一章 動量守恒定律【復(fù)習(xí)課件】-2020-2021學(xué)年高二物理單元復(fù)習(xí)一遍過（新教材人教版選擇性必修第一冊）

1、2020-20212020-2021學(xué)年高二物理單元復(fù)習(xí)一遍過（新教材人教版必修第一冊）學(xué)年高二物理單元復(fù)習(xí)一遍過（新教材人教版必修第一冊） 物理教 師：金 上 動量動量 定義：定義：運動物體的叫動量。 公式：公式： 單位：單位：，千克米/秒 矢量性：矢量性：方向與速度的方向相同運算遵循平行四邊形定則 動量的變化量：動量的變化量：pp2p1為運算遵循平行四邊形定則 動量與動能的區(qū)別與聯(lián)系：動量與動能的區(qū)別與聯(lián)系： (1)區(qū)別：動量是矢量，動能是標(biāo)量 (2)聯(lián)系：動量和動能都是描述物體運動狀態(tài)的物理量，大小關(guān) 系為 或 2m p E 2 k k 2mEp 質(zhì)量和速度大小相同的兩個物體動能相同，它

2、們的動量也一定相同嗎？ (多選)將物體水平拋出，在物體落地前(不計空氣阻力)() A 動量的方向不變 B 動量變化量的方向不變 C 相等時間內(nèi)動量的變化相同 D 相等時間內(nèi)動量的變化越來越大 質(zhì)量為0.2 kg的球豎直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的 速度反向彈回。取豎直向上為正方向，在小球與地面接觸的時間內(nèi)，關(guān)于 球的動量變化量p和合外力對小球做的功W，下列說法正確的是() A p2 kgm/sW2 J B p2 kgm/sW2 J C p0.4 kgm/sW2 J D p0.4 kgm/sW2 J 動量定理動量定理 沖量沖量 定義：定義：力與力的作用時間的乘積 公式：公

3、式： 單位：單位：牛頓秒，符號：Ns 矢量性：矢量性：方向與力的方向相同 動量定理動量定理 內(nèi)容：內(nèi)容：物體在一個運動過程中始末的動量變化量等于它在這個過程中所 受力的沖量 公式：公式： 應(yīng)用：應(yīng)用：碰撞時可產(chǎn)生沖擊力，要這種沖擊力就要設(shè)法 要防止沖擊力帶來的危害，就要，設(shè)法 沖量的理解 (1)沖量是，它描述的是，求沖量時 一定要明確所求的是哪一個力在哪一段時間內(nèi)的沖量 (2)沖量是，沖量的方向與力的方向相同 沖量的計算沖量的計算(1)求某個恒力的沖量：求某個恒力的沖量：用該力和力的作用時間的乘積(2) 求合沖量的兩種方法：求合沖量的兩種方法： 先求每一個力的沖量，再求各沖量的矢量和 如果各個

4、力的作用時間相同，也可以先求合力，再用公式I合F合t求 解 (3)(3)求變力的沖量：求變力的沖量：若力與時間成線性關(guān)系變化，則可用平均力 求變力的沖量若給出了力隨時間變化的圖象如圖所示，可用面 積法求變力的沖量利用動量定理求解 動量定理的理解動量定理的理解(1)動量定理的表達(dá)式是矢量式 等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義(2)動量定理反映了 合外力的沖量是動量變化的原因(3)公式中的F是物體所受的合外力， 若合外力是變力，則F應(yīng)是合外力在作用時間內(nèi)的平均值 動量定理的應(yīng)用(1)定性分析有關(guān)現(xiàn)象：如果物體的動量變化量一 定，力的作用時間越短，力就越大；力的作用時間越長，力就越 小如果作用

5、力一定時，力的作用時間越長，動量變化量越大；力 的作用時間越短，動量變化量越小 (2)應(yīng)用動量定理定量計算的一般步驟：選定研究對象， 進(jìn)行受力分析和運動的選定，列動 量定理方程求解 (多選)物體在恒定合外力F的作用下運動，則以下說法正確的是( ) A 物體所受合外力沖量的大小與時間成正比 B 物體動量的變化率不恒定 C 物體動量的變化恒定 D 物體動量的變化與時間成正比 如圖所示，一個物體在與水平方向成角的拉力F的作用下勻速前進(jìn)了 時間t，則() A 拉力F對物體的沖量大小為Ftcos B 拉力對物體的沖量大小為Ftsin C 摩擦力對物體的沖量大小為Ftsin D 合外力對物體的沖量大小為零

6、 高空墜物極易對行人造成傷害。若一個50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下， 與地面的碰撞時間約為2 ms，則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為() A 10 N B 102 N C 103 N D 104 N 如圖所示為作用在某物體上的合外力隨時間變化的關(guān)系，若物體開始 時是靜止的，則前3 s內(nèi) () A 物體的位移為0 B 物體的動量改變量為40 kgm/s C 物體的動能變化量為0 D 物體的機(jī)械能改變量為0 動量守恒定律動量守恒定律 動量守恒定律：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量 和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變表達(dá)式： 成立條件：(1)系統(tǒng)作用 (2)系統(tǒng)受外力作用，但 動量守恒定律

7、的研究對象是，其成立的條 件可理解為：(1)理想條件：系統(tǒng)不受外力(2)實際條件：系 統(tǒng)所受外力為零(3)近似條件：系統(tǒng)所受外力比相互作用的內(nèi) 力小得多，外力的作用可以被忽略(4)推廣條件：系統(tǒng)所受外 力之和雖不為零，但在某一方向，系統(tǒng)不受外力或所受的外力 之和為零，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒 應(yīng)用動量守恒定律的解題步驟應(yīng)用動量守恒定律的解題步驟(1)確定相互作用的系統(tǒng)為研究對象； (2)分析研究對象所受的外力；(3)判斷系統(tǒng)是否符合動量守恒條件； (4)規(guī)定正方向，確定初、末狀態(tài)動量的正、負(fù)號；(5)根據(jù)動量守 恒定律列式求解 (多選)下列四幅圖所反映的物理過程中，系統(tǒng)動量守恒的是() A

8、在光滑水平面上，子彈射入木塊的過程中 B 剪斷細(xì)線，彈簧恢復(fù)原長的過程中 C 兩球勻速下降，細(xì)線斷裂后，它們在水中運動的過程中 D 木塊沿光滑固定斜面由靜止滑下的過程中 (多選)如圖所示，放在光滑水平面上的甲、乙兩小車中間夾了一壓縮輕 質(zhì)彈簧，但不連接，用兩手分別控制小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，下面說法中正 確的是() A 兩手同時放開后，兩車的總動量為零 B 先放開右手，后放開左手，兩車的總動量向右 C 先放開左手，后放開右手，兩車的總動量向右 D 兩手同時放開，兩車總動量守恒；兩手放開有先后，兩車總動量不 守恒 兩輛質(zhì)量相同的小車，置于光滑的水平面上，有一人靜止在小車A上， 兩車靜止，如圖所示當(dāng)這個

9、人從A車跳到B車上，接著又從B車跳回 A車并與A車保持相對靜止，則A車的速率() A 等于零B 小于B車的速率 C 大于B車的速率D 等于B車的速率 如圖所示，U型剛性容器質(zhì)量M2 kg，靜止在光滑水平地面上，將一質(zhì) 量m0.5 kg、初速度v05 m/s且方向水平向右的鋼塊(可視為質(zhì)點)放 在容器中間，讓二者發(fā)生相對滑動已知鋼塊與容器底部接觸面粗糙，動 摩擦因數(shù)0.1，重力加速度g10 m/s2，容器內(nèi)壁間距L1 m，鋼 塊與容器壁多次彈性碰撞后恰好回到容器正中間，并與容器相對靜止，求： (1)整個過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能； (2)整個過程中鋼塊與容器碰撞次數(shù) 實驗：驗證動量守恒定律實驗：驗證

10、動量守恒定律 基本思路：追尋不變量追尋不變量 在一維碰撞的情況下，設(shè)兩個物體的質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前的速 度分別為v1、v2，碰撞后的速度分別為v1、v2，如果速度與我們規(guī)定 的正方向一致，取正值，相反取負(fù)值，研究動量守恒定律是否成立： m1v1m2v2m1v1m2v2； 測量質(zhì)量和速度測量質(zhì)量和速度1質(zhì)量的測量： 2速度的測量： 利用氣墊導(dǎo)軌結(jié)合光電門(1)速度的測量及計算：設(shè)滑塊上擋光片 的寬度為x，擋光片經(jīng)過光電門的時間為t，則vx/t (2)碰撞情景的實現(xiàn) 用細(xì)線將彈簧片壓縮，放置于兩個滑塊之間，并使 它們靜止，然后燒斷細(xì)線，彈簧片彈開，兩個滑塊隨即向相反方向運動 (圖甲) 在兩

11、滑塊相碰的端面上裝上彈性碰撞架(圖乙)，可以得到能量損失很小 的碰撞在兩個滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，碰撞時撞針插入 橡皮泥中，把兩個滑塊連成一體運動(圖丙)，這樣可以得到能量損失很大 的碰撞 (3)器材：氣墊導(dǎo)軌、光電計時器、天平、滑塊兩個(帶擋光片)、重物、 彈簧片、細(xì)繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等 單擺結(jié)合機(jī)械能守恒定律單擺結(jié)合機(jī)械能守恒定律 (1)速度的測量及計算：可以測量小球被拉起的角度，根據(jù) 機(jī)械能守恒定律算出小球碰撞前對應(yīng)的速度；測量碰撞后 兩小球分別擺起的對應(yīng)角度，根據(jù)機(jī)械能守恒定律算出碰 撞后對應(yīng)的兩小球的速度(2)碰撞情景的實現(xiàn)：用貼膠布 的方法增大兩小球碰撞時

12、的能量損失(3)器材：帶細(xì)線的 小球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標(biāo)紙、膠布等 紙帶結(jié)合打點計時器紙帶結(jié)合打點計時器(1)速度的測量及計算：用刻度尺測出紙帶上兩計數(shù) 點間的距離x，t為對應(yīng)x所用的時間，求小車的速度v(2)碰撞情 景的實現(xiàn)：兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥碰撞時，撞針插入橡 皮泥中，兩小車連在一起運動(3)器材：光滑長木板、打點計時器、紙 帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥 1前提條件：碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”2方 案提醒：(1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實驗，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時，注意利用水 平儀確保導(dǎo)軌水平(2)若利用擺球進(jìn)行實驗，兩小球靜止時球心應(yīng)在 同一水平線上，

13、且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應(yīng)在 同一豎直平面內(nèi)(3)若利用長木板進(jìn)行實驗，可在長木板的一端下墊 一小木片用以平衡摩擦力 彈性碰撞和非彈性碰撞彈性碰撞和非彈性碰撞 彈性碰撞：彈性碰撞：碰撞過程中機(jī)械能守恒，動量守恒。 非彈性碰撞：非彈性碰撞：碰撞過程中機(jī)械能不守恒，機(jī)械能減少，損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化 為內(nèi)能，動量守恒。 完全非彈性碰撞：完全非彈性碰撞：碰撞后合為一體或碰后具有共同速度，這種碰撞動能損 失最大，動量守恒。 正碰：正碰：( (對心碰撞對心碰撞) )兩個球發(fā)生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向與 兩球心的連線在同一條直線上，碰撞之后兩個球的速度方向仍會 沿著這條直線的方向而運動

14、 斜碰：斜碰：( (非對心碰撞非對心碰撞) )兩個球發(fā)生碰撞，如果碰撞之前球的運動速度 方向與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都 會偏離原來兩球心的連線而運動 散射散射 定義：定義：微觀粒子碰撞時，微觀粒子相互接近時并不像宏觀物體那樣“接觸” 而發(fā)生的碰撞 散射方向：散射方向：由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對心碰撞的概率很小，所以多數(shù)粒 子碰撞后飛向四面八方 質(zhì)量分別為300 g和200 g的兩個物體在無摩擦的水平面上相向運動， 速度分別為50 cm/s和100 cm/s.(1)如果兩物體碰撞并粘合在一起， 求它們共同的速度大小；(2)求碰撞后損失的動能；(3)如果碰撞是彈 性碰撞，求

15、兩物體碰撞后的速度大小 如圖，兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線相向運動，滑塊A的質(zhì)量 為m，速度大小為2v0，方向向右，滑塊B的質(zhì)量為2m，速度大小為v0， 方向向左，兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運動狀態(tài)可能是() A A和B都向左運動 B A和B都向右運動 C A靜止，B向右運動 D A向左運動，B向右運動 如圖所示，一個質(zhì)量為m的物塊A與另一個質(zhì)量為2m的物塊B發(fā)生正碰， 碰后B物塊剛好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞過程中無機(jī)械能損失， 已知物塊B與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，與沙坑的距離為0.5 m，g取10 m/s2，物塊可視為質(zhì)點。則A碰撞前瞬間的速度為() A 0.5 m/s B 1

16、.0 m/s C 1.5 m/s D 2.0 m/s 反沖運動反沖：反沖運動反沖：根據(jù)動量守恒定律，如果一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分 裂為兩個部分，一部分向某個方向運動，另一部分必然向相反的方向運動 反沖現(xiàn)象的應(yīng)用及防止反沖現(xiàn)象的應(yīng)用及防止(1)應(yīng)用：農(nóng)田、園林的噴灌裝置是利用反沖使水從噴口噴出時，一邊噴水一邊旋 轉(zhuǎn)，可以自動改變噴水的方向(2)防止：用槍射擊時，由于槍身的反沖會影響射擊的準(zhǔn)確性，所以用步槍射擊時要把 槍身抵在肩部，以減少反沖的影響 火箭工作原理：火箭工作原理：火箭的工作原理是反沖運動，其反沖過程動量守恒它靠 向后噴出的氣流的反沖作用而獲得向前的速度影響火箭獲得速度大小的影響

17、火箭獲得速度大小的 因素因素(1)噴氣速度：現(xiàn)代液體燃料火箭的噴氣速度約為20004000 m/s.(2)火箭的質(zhì)量比：指火箭起飛時的質(zhì)量與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量 之比，決定于火箭的結(jié)構(gòu)和材料現(xiàn)代火箭的質(zhì)量比一般小于10噴氣 速度越大，質(zhì)量比越大，火箭獲得的速度越大 反沖運動的特點及遵循的規(guī)律反沖運動的特點及遵循的規(guī)律(1)(1)特點特點：是物體之間的作用力與反作用 力產(chǎn)生的效果(2)(2)條件條件：系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零；內(nèi) 力遠(yuǎn)大于外力；系統(tǒng)在某一方向上不受外力或外力分力之和為零；(3) 反沖運動遵循動量守恒定律 注意：注意： (1)(1)速度的反向性速度的反向性對于原來靜止的整體

18、，拋出部分具有速度時，剩余 部分的反沖與拋出部分必然相反(2)(2)速度的相對性速度的相對性一般都指對地速 度 火箭的原理火箭的原理 1火箭燃料燃盡時火箭獲得的最大速度由噴氣速度v和質(zhì)量比M/m(火 箭起飛時的質(zhì)量與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量之比)兩個因素決定 2火箭噴氣屬于反沖類問題，是動量守恒定律的重要應(yīng)用在火箭運動 的過程中，隨著燃料的消耗，火箭本身的質(zhì)量不斷減小，對于這一類的 問題，可選取火箭本身和在相互作用的時間內(nèi)噴出的全部氣體為研究對 象，取相互作用的整個過程為研究過程，運用動量守恒的觀點解決問題 人船模型人船模型 定義：兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時，若所受外力的矢量和為零，則 動量守恒在相互作用的過程中，任一時刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量