高中物理导学1.3 动量守恒定律在碰撞中的应用 1.5自然界中的守恒定律

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动量守恒定律在碰撞中的应用

动量守恒定律在碰撞中的应用
m1v0=m1v1+m2v2 21m1v20=12m1v12+21m2v22 得到 v1=mm11- +mm22v0 v2=m12+m1m2v0 ①若 m1≫m2,则 v1=v0,v2=2v0
②若 m1>m2,则 v1>0,v2>0 ③若 m1=m2,则 v1=0,v2=v0 ④若 m1<m2,则 v1<0,v2>0 ⑤若 m1≪m2,则 v1=-v0,v2=0 (2)非弹性碰撞.
一:碰撞问题
1:定义:碰撞是指相对运动的物体相遇时, 在极短的时间内它们的运动状态发生了显著变 化的过程。
物理学中所说的碰撞的含义是相当广泛的,比如两个物体的 碰撞,子弹射入木块,系在绳子两端的物体将松弛的绳子突 然拉紧,列车车厢的挂接,中子轰击原子核等都可以视为碰 撞。
2:特点:在碰撞过程中内力都是远远大于内力
V1

m1 m1

m2 m2
V0
V2

2m1 m1 m2
V0
特点:碰撞时的形变不能完全恢复,有一部分机械能转变
为内能.
原理:动量守恒.
碰后的机械能小于碰前的机械能.
(3)完全非弹性碰撞
这类问题是两个物体碰后合为一个整体,以共同的 的速度运动,这类碰撞称为完全非弹性碰撞。
特点:
这类问题能量(动能)损失最多,即:碰撞后总机械 能小于碰撞前的总机械能,但动量是守恒。
3:满足规律:动量守恒定律
4.碰撞的种类及特点 (1)弹性碰撞. 特点:碰撞时产生弹性形变,碰撞结束后, 形变完全恢复. 原理:动量守恒,机械能守恒.
图 1-3-1
弹性碰撞模型:在光滑水平面上,有两个小球,质量分别 为 m1,m2,球 1 以速度 v0 向右运动,与静止的球 2 发生碰撞. 碰撞过程中没有能量损失,由动量守恒和能量守恒,有

动量守恒在碰撞问题中的物理知识点应用

动量守恒在碰撞问题中的物理知识点应用

动量守恒在碰撞问题中的物理知识点应用在物理学的广袤领域中,碰撞问题一直是一个引人入胜且具有重要实际意义的研究方向。

而动量守恒定律,作为物理学中的基本定律之一,在解决碰撞问题时发挥着关键作用。

首先,让我们来理解一下什么是动量。

动量可以简单地理解为物体的质量与速度的乘积。

它是一个矢量,既有大小又有方向。

想象一下一辆快速行驶的汽车和一辆缓慢行驶的自行车,即使它们的质量可能不同,但由于汽车的速度大,所以汽车具有更大的动量。

而动量守恒定律指的是在一个不受外力或者所受合外力为零的系统中,系统的总动量保持不变。

这就好像是一个封闭的盒子,里面的物体无论怎么相互作用、碰撞,盒子里所有物体的总动量始终不会改变。

在碰撞问题中,动量守恒定律的应用非常广泛。

我们可以将碰撞分为完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞三种类型。

完全弹性碰撞是一种理想的情况,在这种碰撞中,不仅动量守恒,而且机械能也守恒。

也就是说,碰撞前后系统的总动能不变。

比如两个质量相同的小球,以相同的速度相向运动,碰撞后会各自反向弹回,且速度大小不变。

非完全弹性碰撞则是一种常见的情况,在这种碰撞中,动量守恒,但机械能有损失。

一部分机械能转化为了内能或者其他形式的能量。

例如,一个小球撞击一个静止的木块,小球和木块最终一起运动,这个过程中就有机械能的损失。

完全非弹性碰撞是机械能损失最大的情况。

碰撞后两个物体合为一体,以相同的速度运动。

比如说一辆汽车撞上了一堵墙,然后停了下来,这就是一个完全非弹性碰撞的例子。

在解决具体的碰撞问题时,我们通常会根据已知条件,利用动量守恒定律列出方程。

假设在一个水平方向的碰撞中,物体 A 的质量为 m1,碰撞前的速度为 v1,物体 B 的质量为 m2,碰撞前的速度为 v2,碰撞后它们的速度分别变为v1' 和v2'。

根据动量守恒定律,我们可以得到:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。

第一章动量守恒定律+知识点清单 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

第一章动量守恒定律+知识点清单 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

新教材人教版高中物理选择性必修第一册第1章知识点清单目录第1章动量守恒定律1. 1 动量1. 2 动量定理1. 3 动量守恒定律1. 4 实验验证动量守恒定律1. 5 弹性碰撞和非弹性碰撞1. 6 反冲现象火箭第1章动量守恒定律1. 1 动量一、寻求碰撞中的不变量1. 一维碰撞:两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动,这种碰撞叫作一维碰撞。

2. 碰撞演示如图所示,A、B是用等长细线悬挂起来的等大小球,把小球A拉起来,使其悬线与竖直方向成一角度α,放开后A球运动到最低点时与B球发生碰撞,碰后B球的最大偏角为β。

(1)若m A=m B,碰后A球静止,B球偏角β=α,这说明A、B两球碰撞后交换了速度;(2)若m A>m B,碰后A、B两球都向右摆动;(3)若m A<m B,碰后A球反弹,B球向右摆动。

结论:以上现象说明A、B两球碰撞后,速度发生了变化,当A、B两球的质量关系不同时,速度变化的情况也不同。

3. 寻求碰撞中的不变量的几个关键点(1)在一维碰撞的情况下,与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度,因此需测量物体的质量和速度。

(2)规定某一速度方向为正方向,如果速度方向与规定的正方向一致,取正值,相反则取负值。

,式中Δx为挡光片的宽度,Δt为遮光时间。

还可借助(3)光电门测速:利用公式v=ΔxΔt打点计时器、频闪照片或者利用平抛运动特点等测速。

(4)结论:物体碰撞前后质量与速度的乘积之和几乎是不变的。

二、动量1. 动量定义与定义式把质量和速度的乘积定义为物体的动量,其定义式为p=mv特点 瞬时性通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,所以说动量具有瞬时性,是状态量 矢量性 动量具有方向,其方向与速度的方向相同相对性 因物体的速度与参考系的选取有关,故物体的动量也与参考系的选取有关2. 动量和动能的定量关系p=mv →v=p m E k =p 22m E k =12mv 2→v=√2E km p=√2mE k三、动量变化量的计算1. 动量的变化量是指在某段时间内物体末动量与初动量的矢量差,是矢量,其表达式Δp=p'-p 为矢量式,运算遵循平行四边形定则。

第一章 第三节 动量守恒定律在碰撞中的应用

第一章 第三节 动量守恒定律在碰撞中的应用

滑水平面上.A 以初速度 v0与 B 发生弹性正碰,两者质量均为 m, ) 下列说法正确的是(
图 1-3-4 A.A 速度为零时,弹簧压缩量最大 B.A 速度为零时,B 速度最大
1 2 C.弹簧的最大弹性势能为 mv0 4 1 2 D.碰撞过程中任意时刻系统的总动能为 mv0 2
解析:碰撞过程中,A 始终做减速运动,B 始终做加速运 动,当 A、B 速度相等时,弹簧压缩量最大,此时弹簧弹性势 能最大,总动能最小. 由动量守恒:mv0=2mv,v=v0/2;此时最大弹性势能:
答案:见解析
规律总结:非完全弹性碰撞问题主要考虑三个因素:①碰 撞中系统动量守恒:对于选择题,首先要验证动量是否守恒; ②碰撞过程中系统动能不增加:对于发生在水平面上的碰撞,
p2 根据 Ek= 验证碰撞前后的动能是否增加;③碰撞的合理性: 2m
碰前、碰后两个物体的位置关系不穿越和速度大小应保证其 顺序合理.这三条是解决非完全弹性碰撞问题的法宝.)
A 的动量减小了 2 kg· m/s,而方向不变,那么 A、B 质量之比的可能
范围是什么?
5 6 解析:A 能追上 B,说明碰前 vA>vB,所以 > ;碰后 A 的速 mA mB 3 8 52 度不大于 B 的速度, ≤ ; 又因为碰撞过程系统动能不会增加, mA mB 2mA 62 32 82 3 mA 4 + ≥ + ,由以上不等式组解得: ≤ ≤ . 2mB 2mA 2mB 8 mB 7
p′2 2 + 2m2 21 所以有:m1≤ m2,不少同学就选择 C、D 选项. 51
这个结论合“理”,但却不合“情”.因为题目给出物理 情景是“甲从后面追上乙”,要符合这一物理情景,就必须有 p1 p2 v1>v2,即 > ;同时还要符合碰撞后乙球的速度必须大于或 m1 m2 p1′ p2′ 1 等于甲球的速度这一物理情景,即 ≤ ,所以 m2≤m1< m1 m2 5 5 m .因此选项 D 是不合“情”的,正确的答案应该是 C 选项. 7 2

动量守恒定律在碰撞问题中的应用分析

动量守恒定律在碰撞问题中的应用分析

动量守恒定律在碰撞问题中的应用分析摘要:动量守恒定律作为自然界中比较普遍的定律之一,具有广泛的适用性,不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观物体的高速运动。

只要满足守恒条件的力,都适用动量守恒定律。

在教学中,动量守恒定律也是高中物理中的一个重要知识点。

本文主要是探究动量守恒定律在碰撞问题中的应用,这也是动量守恒定律知识中的一个分支,高考中的重要考点。

关键词:动量守恒定律,碰撞,应用在实践教学中,教师一般是结合教材内容设计教学目标,明确教学重点,设计教学方案,以此来完成对应知识点的教学。

随着动量守恒定律与碰撞问题成为高考必考内容之后,高中物理教师也加强了对于该知识点的研究,加强学生对知识的理解、记忆以及运用,能够在高考中取得高分。

本文就对该知识点进行总结分析。

1.动量守恒定律与碰撞问题1.1动量守恒定律动量守恒定律,是物理中的基本守恒定律之一,由牛顿定律推论得出,却是比牛顿定律更基础的物理规律。

其定义为:一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。

具有矢量性、瞬时性、相对性、普适性的特点[1]。

不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观物体的高速运动。

只要满足守恒条件的力,都适用动量守恒定律。

表达式:p=p′,系统相互作用开始时的总动量等于相互作用结束时的总动量。

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,当系统总动量的变化为零的时候。

Δp1=Δp2,两个物体组成的系统,动量变化大小相等,方向相反。

就需要注意动量变化的矢量性,在两物体相互作用过程中,动量可能都增大,或者都见效,但是矢量和不变。

1.2碰撞问题(1)碰撞定义是相对运动的物体在相遇时,极短的时间内他们运动状态发生显著变化的过程。

就如子弹射入木块、绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉紧、中子轰击原子核等都属于碰撞。

简单来讲,就是物体之间的相互作用持续时间极短,但是物体之间的相互作用用力很大的一种现象[2]。

一般对于碰撞按照运动方向可以分为正碰、斜碰。

动量守恒定律在碰撞问题中的应用

动量守恒定律在碰撞问题中的应用

动量守恒定律在碰撞问题中的应用碰撞是物体之间发生相互作用的过程,它在我们生活和科学研究中都具有重要的意义。

动量守恒定律是描述碰撞过程中物体动量变化的基本原理。

本文将探讨动量守恒定律在碰撞问题中的应用。

一、弹性碰撞弹性碰撞是指碰撞过程中,物体之间没有发生能量损失而且动量守恒。

弹性碰撞在实际应用中有很多例子,例如弹珠撞击、球类运动等。

以弹性碰撞的例子来说明动量守恒定律的应用:考虑两个质量分别为m1和m2的物体A、B在一条直线上发生弹性碰撞。

在碰撞前A的速度为v1,B的速度为v2。

根据动量守恒定律,碰撞后A、B的速度分别为v1'和v2',则有以下方程成立:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'通过这个方程我们可以解出碰撞后两个物体的速度,从而求解出碰撞后物体的运动情况。

二、完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间发生粘连或者产生能量损耗,动量守恒定律仍然适用。

在实际生活中,完全非弹性碰撞的例子包括车辆碰撞、物体碰撞而粘连在一起等。

考虑两个质量为m1和m2的物体A、B在一条直线上发生完全非弹性碰撞。

在碰撞前A的速度为v1,B的速度为v2。

设碰撞后粘连重心速度为v',则根据动量守恒定律,有以下方程成立:m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v'通过解这个方程,我们可以求得碰撞后粘连重心的速度v',进而推导出碰撞后A、B的速度。

三、碰撞中的应用举例1. 球体碰撞球类运动是我们经常见到的运动形式,其中碰撞是球类运动中最为常见的情况。

我们可以利用动量守恒定律解决球体碰撞问题。

例如,在台球场景中,当一球击打另一球,碰撞前后两球的质量和速度都是已知的。

根据动量守恒定律以及反弹角度的垂直性质,可以求解出碰撞后两球的速度和方向。

2. 车辆碰撞车辆碰撞是交通事故中的典型问题。

碰撞发生时,车辆的动量会发生变化,影响车辆的运动轨迹和速度。

人教版高中物理选择性必修一1.3动量守恒定律

人教版高中物理选择性必修一1.3动量守恒定律

2.内力:系统中相互作用的物体之间的相互作用力
3.外力:其他外部物体对系统施加的力
新知讲解
思考
N1 外力
N2
m2 m1 系统
F1
F2
内力
G1 G2 (1) 在碰撞过程中,两个小球所受的力是多少? (2) 写出两个球的速度、动量和冲量的变化 (3)结合牛顿运动定律和动量定理,推导出最终的表达式。
二、动量守恒定律——理论推导1:牛顿运动定律
求爆裂后另一块的速度v2 。
火箭炸裂前的总动量为 p = mv
m1
m2
炸裂后的总动量为 p = m1v1 + (m - m1 )v2
根据动量守恒定律可得: mv = m1v1 + (m - m1 )v2 0
x
解出
v2
=
mv m1v1 m m1
若m=10kg,m1=4kg;v的大小为 900m/s,v1的大小为300m/s,则v2的

v p'=mv‘=0.2×2=0.4kg·m/s
Δp p=mv=0.2×2=0.4kg·m/s
Δp = mv = 2 p = 0.57kg m / s
课堂总结
动 量 守 恒 定 律
动量守恒定律的推导 动量守恒定律表达式 动量守恒定律的应用
1.3 动量守恒定律
在第一节中,我们通过分析一辆运动 车与一辆静止车相撞,得出了碰撞前后两 辆车动量之和守恒的结论。冰壶和其他物 体的碰撞也是如此吗?如何证明这个结论? 这是一个普遍的规则吗?
一、系统 内力和外力
N1 外力
N2
m2
m1
m2 m1 系统
F1
F2
A
B
内力
G1 G2 1.系统:两个(或两个以上)具有相互作用的物体构成一个系统

动量守恒定律在碰撞问题中的应用

动量守恒定律在碰撞问题中的应用

动量守恒定律在碰撞问题中的应用碰撞是物体间相互作用的一种重要形式,而动量守恒定律是研究碰撞问题时不可或缺的基本原理。

动量守恒定律表明,在一个封闭系统中,如果没有外力作用,该系统的总动量将保持不变。

本文将讨论动量守恒定律在碰撞问题中的应用。

1. 弹性碰撞弹性碰撞是指碰撞过程中物体的动能守恒。

根据动量守恒定律,碰撞前后的总动量必须相等,即m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f其中,m1和m2分别为两个物体的质量,v1i和v2i为碰撞前两个物体的速度,v1f和v2f为碰撞后两个物体的速度。

2. 完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞是指碰撞过程中物体发生了形变或粘连,动能没有完全守恒。

在这种情况下,仍然可以利用动量守恒定律求解碰撞后的物体速度。

假设碰撞后两个物体的速度分别为v和V,两物体的质量分别为m1和m2,且v1i = v1f = v,v2i = v2f = V。

根据动量守恒定律,可以得到m1v1i + m2v2i = (m1 + m2)V通过这个方程可以求解碰撞后物体的速度V。

3. 完全非弹性碰撞的应用举例完全非弹性碰撞的应用广泛,例如汽车碰撞问题。

在汽车碰撞中,当两辆车发生碰撞时,动能并没有完全转化为形变或声能,而是部分转化为汽车的变形、破损以及能量的损耗。

根据动量守恒定律,可以通过求解碰撞后车辆的速度,来评估碰撞的严重程度以及对车辆和乘客的影响。

4. 碰撞问题中的其他因素在实际的碰撞问题中,除了考虑动量守恒定律外,还需要考虑其他因素对碰撞过程的影响,例如碰撞时间、碰撞角度等。

这些因素对碰撞后物体的动力学特性和损伤程度都有重要影响。

总结:动量守恒定律是研究碰撞问题的基本原理之一。

在弹性碰撞和完全非弹性碰撞中,可以利用动量守恒定律求解碰撞后物体的速度。

然而,在实际的碰撞问题中,还需要考虑其他因素对碰撞过程的影响。

因此,动量守恒定律只是解决碰撞问题的起点,需要结合其他物理原理和实际情况进行综合分析。

动量守恒定律的应用

动量守恒定律的应用

动量守恒定律的应用动量守恒定律是物理学中重要的基本原理之一,它描述了在一个封闭系统中,总动量在各种相互作用过程中都保持不变。

本文将探讨动量守恒定律在不同领域中的应用。

一、动量守恒在力学中的应用在力学中,动量守恒定律广泛应用于解释和预测物体的运动。

以碰撞问题为例,当两个物体碰撞后,它们之间发生的相互作用会导致动量的转移和改变,但总动量仍保持不变。

这个原理可以用来预测碰撞后的物体速度和方向。

二、动量守恒在流体力学中的应用动量守恒定律也适用于流体力学中的问题。

当液体或气体通过管道或喷嘴流动时,根据连续性方程和动量守恒定律,可以确定流速和流量的变化。

例如,在水压力送水系统中,通过控制管道的截面积变化,可以调节水流速度和水压。

三、动量守恒在电磁学中的应用在电磁学中,动量守恒定律可应用于电磁场中的粒子运动问题。

当带电粒子在电磁场中受到力的作用时,根据洛伦兹力的定义和动量守恒定律,可以计算粒子的加速度和速度变化。

这对于研究粒子在强磁场或电场中的行为具有重要意义。

四、动量守恒在化学反应中的应用动量守恒定律也适用于化学反应中的物质转化。

在反应过程中,发生物质的转移、分解或合成,但总的动量仍然保持不变。

这可以用于计算反应物质的质量改变和反应速率。

例如,燃烧反应是一种常见的化学反应,根据动量守恒定律,可以计算燃烧产生的气体的压力和速度。

五、动量守恒在天体力学中的应用动量守恒定律在天体力学中发挥着重要作用。

当天体之间发生引力相互作用时,根据牛顿万有引力定律和动量守恒定律,可以计算天体的运动轨迹和速度变化。

这对于研究行星运动和宇宙物体的相互作用具有重要意义。

总结:动量守恒定律是物理学中的重要原理,它在多个领域中都有广泛的应用。

在力学、流体力学、电磁学、化学反应和天体力学等领域,动量守恒定律为解释和预测物体的运动提供了基础,同时也为研究和应用提供了理论支持。

我们应当深入理解和应用动量守恒定律,以推动科学的发展和技术的进步。

动量守恒定律在碰撞中的应用

动量守恒定律在碰撞中的应用

动量守恒定律在碰撞中的应用碰撞是物体之间发生相互作用并且产生改变的过程。

在碰撞中,动量守恒定律是一条基本的物理定律,它描述了碰撞前后物体的总动量之和保持不变。

动量守恒定律在碰撞中的应用可以帮助我们理解和预测碰撞过程中物体的运动和性质。

动量是物体的运动量,它的大小与物体的质量和速度有关。

动量守恒定律指出,当物体之间发生碰撞时,碰撞前后物体的总动量保持不变。

即使在碰撞过程中,物体可能发生形状变化或产生内部力的作用,总动量仍然守恒。

动量守恒定律可以应用于不同类型的碰撞,包括完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞。

在完全弹性碰撞中,碰撞前后物体的总动能保持不变,且碰撞对象各自的动能也保持不变。

这意味着物体在碰撞中不会损失能量,而是通过弹性变形转化为其他形式的能量。

举个例子来说明动量守恒定律在碰撞中的应用。

考虑两个物体A和B,分别质量为m₁和m₂,初始速度为v₁和v₂。

在碰撞前,物体A的动量为m₁v₁,物体B的动量为m₂v₂。

根据动量守恒定律,碰撞后物体A和B的总动量应该等于碰撞前的总动量,即m₁v₁ + m₂v₂。

在完全弹性碰撞中,动量守恒定律可以进一步应用于解析碰撞中物体的速度变化。

假设在碰撞后,物体A的速度变为v₁',物体B的速度变为v₂'。

根据动量守恒定律,可以得到以下方程组:m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂' (总动量守恒)m₁v₁² + m₂v₂² = m₁v₁'² + m₂v₂'²(总动能守恒)通过求解这个方程组,可以计算出碰撞后物体A和B的速度。

在完全弹性碰撞中,物体的速度变化符合弹性体的性质,即碰撞后物体的速度方向发生反转,且保持动能守恒。

除了完全弹性碰撞,动量守恒定律也适用于非完全弹性碰撞。

在非完全弹性碰撞中,碰撞过程中会损失能量,例如碰撞时发生形变或产生摩擦力。

动量守恒定律仍然适用,但是总动能会发生改变。

动量守恒定律在碰撞中的应用

动量守恒定律在碰撞中的应用

动量守恒定律在碰撞中的应用碰撞是物体相互作用的一种基本方式,而动量守恒定律是描述碰撞过程中物体动量变化的规律。

动量守恒定律在碰撞中具有广泛的应用,无论是针对实际生活中的交通事故,还是对于科学研究中的粒子碰撞,都具备着重要的意义。

本文将围绕动量守恒定律在碰撞中的应用做进一步探讨。

一、弹性碰撞中动量守恒定律的应用弹性碰撞是指碰撞后物体之间没有能量损失的碰撞过程。

根据动量守恒定律,碰撞前后物体的总动量保持不变。

对于弹性碰撞的应用,我们可以以弹簧球和墙面碰撞为例。

当弹簧球以一定速度撞击墙面时,它的动量将会传递给墙面,然后反弹回来。

在这个过程中,弹簧球和墙面的总动量保持不变。

我们可以利用动量守恒定律,通过计算弹簧球和墙面的质量和速度,来推导出碰撞前后的物体的动量大小和方向。

二、非弹性碰撞中动量守恒定律的应用非弹性碰撞是指碰撞后物体之间存在能量损失的碰撞过程。

在非弹性碰撞中,虽然总动量仍然保持不变,但是动能转化为其他形式的能量。

比如,一个小球以一定速度碰撞另一个静止的小球,它们粘在一起后共同移动。

在非弹性碰撞的问题中,我们可以使用动量守恒定律和动能守恒定律联立求解。

根据动量守恒定律,我们可以得到碰撞前后物体总动量相等的方程式。

而根据动能守恒定律,我们可以得到碰撞前后物体总动能相等的方程式。

通过这两个方程式的联立求解,我们可以计算出碰撞后物体的速度和方向。

三、动量守恒定律在交通事故中的应用动量守恒定律在交通事故中有着重要的应用,特别是在解析事故原因和评估碰撞后的车辆速度等方面。

当两辆车发生碰撞时,动量守恒定律成为了推断事故原因和分析碰撞过程的重要依据。

在交通事故中,我们可以根据碰撞前后车辆的动量变化来推断事故发生时的车辆速度和撞击力大小。

通过收集事故现场的信息,比如车辆残骸的形态、刹车痕迹等,我们可以运用动量守恒定律对事故进行分析和重建。

这将有助于交通事故的再现及责任判定。

四、动量守恒定律在粒子碰撞中的应用粒子碰撞是粒子物理学中的重要研究对象,对于揭示物质的基本结构和探索未知粒子的性质具有重要意义。

高考物理中如何应用动量守恒定律解决问题

高考物理中如何应用动量守恒定律解决问题

高考物理中如何应用动量守恒定律解决问题在高考物理中,动量守恒定律是一个极其重要的知识点,也是解决许多物理问题的有力工具。

理解并熟练运用动量守恒定律,对于在高考中取得优异成绩至关重要。

首先,我们来明确一下动量守恒定律的概念。

动量守恒定律指出:如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。

那么,在高考中,动量守恒定律通常会在哪些类型的题目中出现呢?常见的有碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等。

在碰撞问题中,无论是完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞还是完全非弹性碰撞,动量守恒定律都有着广泛的应用。

以完全弹性碰撞为例,假设两个物体质量分别为 m1 和 m2,碰撞前的速度分别为 v1 和 v2,碰撞后的速度分别为 v1' 和 v2'。

根据动量守恒定律,有 m1v1 + m2v2= m1v1' + m2v2' 。

同时,由于是完全弹性碰撞,动能也守恒,结合动能守恒的公式,可以求解出碰撞后的速度 v1' 和 v2' 。

对于非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞,虽然动能不守恒,但动量依然守恒。

在完全非弹性碰撞中,两个物体碰撞后会粘在一起,共同运动,此时可以根据动量守恒定律求出共同的速度。

爆炸问题也是高考的常见题型。

比如一个物体在内部能量的作用下爆炸成多个部分,在爆炸过程中,内力远远大于外力,系统的动量近似守恒。

通过分析爆炸前物体的动量和爆炸后各部分的动量关系,可以解决相关问题。

反冲问题同样遵循动量守恒定律。

比如火箭发射,火箭向后喷出高速气体,产生反冲力,使火箭向前运动。

在这个过程中,火箭和喷出的气体组成的系统动量守恒。

那么,如何正确应用动量守恒定律来解题呢?第一步,要明确研究对象。

确定我们要研究的是哪一个系统,这个系统是否满足动量守恒的条件。

第二步,分析系统所受的外力。

如果外力的矢量和为零,或者在某一方向上外力的矢量和为零,那么在这个方向上动量守恒。

第三步,确定初末状态。

1.3动量守恒定律在碰撞中的应用几种常见模型分析优秀课件

1.3动量守恒定律在碰撞中的应用几种常见模型分析优秀课件
16
(1)光滑水平面上的A物体以速度V0去撞 击静止的B物体,A、B物体相距最近时,两 物体速度必相等(此时弹簧最短,其压缩量最 大)。
17
课堂练习
质量均为2kg的物体A、B,在B物体上 固定一轻弹簧,则A以速度6m/s碰上弹簧并 和速度为3m/s的B相碰,则碰撞中AB相距最 近时AB的速度为多少?弹簧获得的最大弹 性势能为多少?
18
(2)物体A以速度V0滑到静止在光滑 水平面上的小车B上,当A在B上滑行的 距离最远时,A、B相对静止, A、B两 物体的速度必相等。
A V0 B
19
课堂练习
质量为M的木板静止在光滑的水平面上, 一质量为m的木块(可视为质点)以初速度 V0向右滑上木板,木板与木块间的动摩擦 因数为μ ,求:木板的最大速度?
v0
分析:第一问即是在它们有共同速度时的,发生的相对位移d 必须得小于小车的长度 第二问:由动量守恒定律即可求得
7
模型3:人船模型
例:静止在水面上的小船长为L,质量为M,在 船的最右端站有一质量为m的人,不计水的阻力, 当人从最右端走到最左端的过程中,小船移动的 距离是多大?
S2
S1
8
m M
S2
3.共性特征:一物体在另一物体上,在恒定的阻 力作用下相对运动,系统动量守恒,机械能不守
恒,ΔEK=Q = f 滑d相对
6
类似题型
如图所示,把质量m=20kg的物体以水平速度v0=5m/s抛上 静止在水平地面的平板小车的左端。小车质量M=80kg,已知 物体与平板间的动摩擦因数μ=0.8,小车与地面间的摩擦可忽略 不计,g取10m/s2,求:(1)要物块不从小车上掉下,小车至 少多长?(2)物体相对小车静止时,物体和小车相对地面的加 速度各是多大?

动量守恒定律在碰撞中的应用

动量守恒定律在碰撞中的应用

动量守恒定律在碰撞中的应用动量守恒定律是物理学中重要的基本定律之一,它描述了一个封闭系统中的总动量始终保持不变。

在碰撞问题中,动量守恒定律被广泛应用,可以帮助我们分析和解决碰撞时涉及的各种物理问题。

本文将介绍动量守恒定律在碰撞中的应用,并通过实例来说明其具体运用。

一、完全弹性碰撞完全弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞过程中动能守恒的碰撞。

根据动量守恒定律,碰撞前后物体的总动量始终相等。

在完全弹性碰撞中,不发生能量损失,碰撞物体之间的动能完全转化,并且碰撞过后物体的运动状态不发生变化。

例如,考虑两个质量分别为$m_1$和$m_2$的物体,分别以速度$v_1$和$v_2$沿着同一直线方向运动,碰撞前后两个物体发生完全弹性碰撞。

根据动量守恒定律,有:$m_1 v_1 + m_2 v_2 = m_1 v_{1'} + m_2 v_{2'}$其中,$v_{1'}$和$v_{2'}$分别是碰撞后两个物体的速度。

通过解以上方程组,我们可以求解出碰撞过后物体的速度。

二、完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞过程中粘连在一起的碰撞。

在完全非弹性碰撞中,碰撞物体在碰撞过程中会发生形变,动能不守恒,并且碰撞后物体的运动状态发生变化。

根据动量守恒定律,在完全非弹性碰撞中,碰撞前后物体的总动量仍然保持不变。

但是,由于碰撞物体之间发生粘连,它们在碰撞后共同运动,并以相同的速度继续移动。

例如,考虑两个质量分别为$m_1$和$m_2$的物体,分别以速度$v_1$和$v_2$沿着同一直线方向运动,碰撞前后两个物体发生完全非弹性碰撞。

根据动量守恒定律,有:$m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) v'$其中,$v'$是碰撞后两个物体共同运动的速度。

通过解以上方程,可以求解出碰撞后物体的共同速度。

三、部分弹性碰撞部分弹性碰撞是指碰撞物体在碰撞过程中动能只部分守恒的碰撞。

弹性碰撞与非弹性碰撞动量守恒定律在碰撞中的应用

弹性碰撞与非弹性碰撞动量守恒定律在碰撞中的应用

弹性碰撞与非弹性碰撞动量守恒定律在碰撞中的应用碰撞是物体相互作用中的一种重要过程,它涉及到力的传递、能量转化和动量变化等物理概念。

其中,动量守恒定律是研究碰撞过程中动量变化的重要依据。

本文将重点探讨弹性碰撞与非弹性碰撞中动量守恒定律的应用。

一、弹性碰撞的动量守恒弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间没有能量损失的情况。

在弹性碰撞中,动量守恒定律可以用来描述碰撞前后物体动量的变化情况。

根据动量守恒定律,碰撞前后物体的总动量保持不变,即:⇒ m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f其中,m1和m2分别为两个物体的质量,v1i和v2i为碰撞前的物体速度,v1f和v2f为碰撞后的物体速度。

弹性碰撞常见的应用之一是撞球游戏。

在撞球中,两个球之间发生的碰撞是弹性碰撞。

假设一个质量为m1的球以速度v1i撞向另一个质量为m2的球,且两个球之间没有能量损失。

根据动量守恒定律,可以得出碰撞后两个球的速度。

二、非弹性碰撞的动量守恒非弹性碰撞是指碰撞过程中物体之间有能量损失的情况。

在非弹性碰撞中,动量守恒定律仍然适用于描述碰撞前后物体动量的变化情况。

然而,由于能量的损失,非弹性碰撞中的碰撞后速度与弹性碰撞有所不同。

在非弹性碰撞中,一部分或全部动能被转化为其他形式的能量,如热能或变形能。

因此,碰撞后物体的速度会发生变化,而不同于弹性碰撞中速度保持不变的情况。

非弹性碰撞常见的应用之一是交通事故。

当两辆车发生碰撞时,能量损失导致碰撞后的车速度减小,甚至会发生车辆变形。

根据动量守恒定律,我们可以计算碰撞前后的速度变化,并推断事故造成的损害程度。

三、动量守恒定律在碰撞中的应用动量守恒定律在碰撞中有广泛的应用,不仅可以用于解释现象,还可以用于计算物体的运动状态。

以下是动量守恒定律在碰撞中的一些应用:1. 碰撞速度计算:通过动量守恒定律,可以计算碰撞中物体的速度变化,进而了解碰撞后物体的动态状态。

2. 防护设计:动量守恒定律可用于计算碰撞后物体的速度变化,从而指导防护设施的设计,减轻碰撞事故对人身安全的影响。

动量守恒碰撞中质点动量守恒的原理

动量守恒碰撞中质点动量守恒的原理

动量守恒碰撞中质点动量守恒的原理动量守恒:碰撞中质点动量守恒的原理动量守恒是物理学中一个重要的基本定律。

它描述了在一个孤立系统中,当发生碰撞时,物体的总动量保持不变。

本文将介绍碰撞中质点动量守恒的原理,并探讨其应用。

一、碰撞与动量碰撞是指物体之间发生相互作用,改变彼此状态的过程。

在碰撞中,质点的动量起着关键的作用。

动量是物体运动的量度,定义为物体的质量乘以速度。

对于一个质点,其动量可以表示为p = m * v,其中p为动量,m为质量,v为速度。

二、动量守恒定律动量守恒定律是描述在一个孤立系统中,当发生碰撞时,物体的总动量保持不变的法则。

即在碰撞前后,系统的总动量将始终保持相等。

这意味着,当质点发生碰撞时,碰撞前后的总动量相等。

三、弹性碰撞与非弹性碰撞在碰撞中,可以分为弹性碰撞与非弹性碰撞两种情况。

1. 弹性碰撞:当两个物体在碰撞后恢复原来的形状和动能时,称为弹性碰撞。

在弹性碰撞中,动量守恒定律适用。

2. 非弹性碰撞:当两个物体在碰撞后无法恢复原来的形状和动能时,称为非弹性碰撞。

在非弹性碰撞中,虽然动量守恒仍然成立,但系统的总能量会发生改变。

四、质点动量守恒的实例下面我们通过两个实例来说明质点动量守恒的原理。

实例一:弹性碰撞考虑两个相互碰撞的质点A和B,初始时它们的质量分别为m1和m2,速度分别为v1和v2。

根据动量守恒定律,碰撞后两个质点的动量之和等于碰撞前的动量之和。

m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1' + m2 * v2'其中v1'和v2'为碰撞后两个质点的速度。

实例二:非弹性碰撞考虑两个相互碰撞的质点A和B,初始时它们的质量分别为m1和m2,速度分别为v1和v2。

在非弹性碰撞中,物体发生形变,并相互传递能量。

根据动量守恒定律,碰撞后两个质点的动量之和等于碰撞前的动量之和。

m1 * v1 + m2 * v2 = (m1 + m2) * v'其中v'为碰撞后两个质点的速度。

高中物理中动量守恒定律的两个推论及运用

高中物理中动量守恒定律的两个推论及运用

高中物理中动量守恒定律的两个推论及运用【摘要】物理中的动量守恒定律是一个重要的物理定律,对于理解和解释各种物理现象具有重要意义。

本文将重点探讨动量守恒定律在碰撞和爆炸中的应用。

在碰撞中,动量守恒定律可以帮助我们分析碰撞前后物体的速度和质量之间的关系,从而推断碰撞的性质。

而在爆炸中,动量守恒定律则可以帮助我们理解爆炸前后物体的速度和质量变化情况。

通过对这两种情况的分析,我们可以更深入地理解动量守恒定律在不同情况下的应用,同时也能够更加直观地感受到这一定律在物理世界中的重要性。

动量守恒定律在碰撞和爆炸中的应用不仅可以帮助我们做出准确的物理预测,还可以让我们更好地理解和解释物理世界中发生的各种现象。

【关键词】动量守恒定律、碰撞、爆炸、应用、推论、高中物理、重要性、运用、情况、动量1. 引言1.1 动量守恒定律的重要性动量守恒定律是物理学中一个重要的基本定律,它指出在一个封闭系统内,系统总动量在没有外力作用下保持不变。

这个定律在很多物理现象中都有着重要的应用,可以帮助我们更好地理解和描述自然界中发生的各种现象。

动量守恒定律是一个基本的自然规律,它在广泛的物理现象中都适用。

无论是碰撞、爆炸还是其他运动中的现象,都可以通过动量守恒定律来进行分析和计算。

动量守恒定律可以帮助我们预测和控制物体的运动。

通过对动量守恒定律的应用,我们可以计算出物体在碰撞或爆炸等情况下的运动状态,从而更好地理解和预测物体的行为。

动量守恒定律也为我们提供了一种检验物理现象是否合理的方法。

通过检验动量守恒是否成立,我们可以验证物理理论的正确性,或者发现其中的问题和矛盾,从而推动科学知识的进步和发展。

动量守恒定律在物理学中具有重要的作用,它不仅帮助我们理解和描述物体的运动规律,还可以为我们提供预测和控制物理现象的方法,促进科学知识的发展和应用。

我们应该深入学习和理解动量守恒定律,以更好地认识和探索自然界的奥秘。

2. 正文2.1 推论一:碰撞中动量守恒定律的应用在高中物理学中,动量守恒定律是一个非常重要的概念。

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三元整合导学模式高二理科物理学科导学稿
主编人:高二备课组 定稿日期:2015年05月08日 学校审批领导:
班级 姓名
【课题】1.3 动量守恒定律在碰撞中的应用 1.5自然界中的守恒定律
【学习目标】
1.知道应用动量守恒定律解决问题时应注意的问题.
2.掌握应用动量守恒定律解决问题的一般步骤.
3.会应用动量守恒定律分析、解决碰撞、爆炸等相互作用的问题.
4.能综合应用动量守恒定律和其他规律解决一维运动有关问题.
5.理解所学过的守恒定律的内容,从守恒定律中认识到其本质是某种物理量保持不变.
6.理解常见的几种模型并能结合守恒观点初步去解决问题.
一、【课前自主学习】
1.碰撞类问题中,相互作用力往往是________,过程相当复杂,很难用牛顿运动定律来求
解,而应用动量守恒定律只需考虑过程的________,不必涉及________,因而在解决碰撞问
题中有广泛的应用.
2.不同类型的碰撞问题一定满足________定律,但不一定满足________定律.
【课前练习1】 如图所示,光滑圆槽的质量为M ,静止在光滑的水平面上,其内表面有一
小球被细线吊着恰位于槽的边缘处,如将线烧断,小球滑到另一边的最高点时,圆槽的速度
为( )
A .0
B .向左
C .向右
D .无法确定
3、应用动量守恒定律解题的一般步骤有哪些?
【课前练习2】 质量为30 kg 的小孩以8 m/s 的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平
板车,已知平板车的质量为90 kg ,求小孩跳上车后他们共同的速度.
二、【合作探究】
探究1:弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞,分别讨论它们机械能是否守恒?动量是
否守恒?然后总结碰撞过程中应满足什么条件?
探究2:为什么物体碰撞过程中所受合外力不等于0,但却可以认为系统的总动量守恒呢?
【精讲释疑1】 质量为1 kg 的炮弹,以800 J 的动能沿水平方向飞行时,突然爆炸分裂
为质量相等的两块,前一块仍沿水平方向飞行,动能为625 J ,则后一块的动能为( )
A .175 J
B .225 J
C .125 J
D .275 J
【精讲释疑2】 如图所示,一辆质量为M =60 kg 的小车上有一质量为m =40 kg 的人(相
对车静止)一起以v0=2 m/s 的速度在光滑的水平面上前进.突然人用相对于小车以u =4 m/s
的速度水平向后跳出后,车速为多少?
(1)下面是几位同学的解答,若错误,请指出错在何处,
并写出正确的解答. ①解析:人跳出车后,车的动量为60v ,人的动量为m(u +v),由动量守恒定律(M +m)v0
=Mv +m(u +v)
即: (60+40)×2=60v +40(4+v)
解得: v =0.4 m/s.
②解析:选车的方向为正,人跳出车后,车的动量为Mv ,人的动量为mu ,由动量守
恒定律(M +m) v0=Mv +mu
即: (60+40)×2=60v +40×(-4)
解得: v =6 m/s.
③解析:选车的方向为正,人跳出车后,车的动量为Mv ,人的动量为m(u +v0),由动
量守恒定律(M +m)v0=Mv + m(u +v0)
即: (60+40)×2=60v +40×(-4+2)
解得: v =143 m/s.
探究3:爆炸的时候动量是否守恒?爆炸的机械能守恒吗?机械能增加,还是减少呢?
探究4:如果相互作用的物体所受到合外力不为零,外力也不远小于内力,系统总动量就不守恒,也不能近似认为守恒.但是,分方向的动量可以守恒吗?为什么?
【精讲释疑3】 如图所示,质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高20 m 处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5 m/s 速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4 kg.设小球在落到车底前瞬间的速度是25 m/s ,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是( )
A .5 m/s
B .4 m/s
C .8.5 m/s
D .9.5 m/s
探究5:动量守恒定律与机械能守恒定律的综合应用
【精讲释疑4】 如图所示,abc 是光滑的轨道,其中ab 是水平的,bc 是位于竖直平面内与ab 相切的半圆,半径R =0.40 m .质量m =0.30 kg 的小球A 静止在水平轨道上,另一质量M =0.50 kg 的小球B 以v0=4 m/s 的初速度与小球A 发生正碰.已知碰后小球A 经过半圆的最高点c 后落到轨道上距b 点为L =1.2 m 处,重力加速度g =10 m/s2.求碰撞结束后:
(1)当A 球经过半圆的最高点c 时轨道对它的作用力FN ;
(2)A 、B 两球的速率vA 和vB.
【检测练习】
1、相向运动的A 、B 两辆小车相撞后,一起沿A 原来的方向前进,这是由于( )
A .A 车的质量一定大于
B 车的质量
B .A 车的速度一定大于B 车的速度
C .A 车的动量一定大于B 车的动量
D .A 车的动能一定大于B 车的动能
2、手榴弹在离地面高h 处的速度方向恰好沿水平方向向左,速度的大小为v ,此时,手榴弹炸裂成质量相等的两块,前半块的速度方向仍沿水平向左,速度大小为3v ,那么后半块在炸后的落地点跟爆炸点的水平位移是多少?方向如何?(设消耗的火药质量不计)
1.5自然界中的守恒定律
一、【课前自主学习】
1.各种形式的能量可以相互转化,但总能量不变,可以说________的守恒是最重要的守恒形式.
2.动量守恒定律通常是对相互作用的物体所构成的________而言的,适用于________的运动.
3.物理学中各种各样的守恒定律,本质上就是某种________保持不变,例如能量守恒是对应着某种________中的不变性,动量守恒则对应着某种____________中的不变性.
4.所谓对称,其本质也是具有某种________性,守恒定律来源于________,物理规律的每一种对称性通常都相应于一种________.
5.物质世界三大守恒定律是指________、________、________三个方面.
【课前练习1】
1.关于对自然界中的守恒定律的理解,下列说法不正确的是()
A.守恒定律不能描述物体状态变化的全部细节,但能判断某种变化是否一定会发生B.守恒定律本质上就是某种物理量保持不变
C.守恒定律来源于对称,物理规律的每一种对称性通常都对应一种守恒定律
D.动量守恒定律对应着某种空间变换下的不变性
二、【合作探究】
探究1:解决动力学问题方法应如何选择呢?
(1)研究某一物体所受力的瞬时作用与物体运动状态的关系时,一般用力的观点解题.
(2)研究某一个物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理和动能定理去解决问题.
(3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用动量守恒定律和能量守恒定律去解决问题
【精讲释疑1】(双选)关于动量守恒定律,下列说法错误的是()
A.系统满足动量守恒条件时,不仅作用前后总动量不变,就是作用过程中任何时刻总动量也不变
B.动量守恒定律与牛顿运动定律一样仅适用于宏观、低速的物体
C.动量守恒定律仅适用于正碰而不适用于斜碰的物体系统
D.大到天体,小到微观粒子,无论相互作用的是什么力,动量守恒定律都适用
【检测练习】
1、质量分别为m1、m2的小球在一直线上相碰,它们在碰撞前后的位移-时间图象
如图所示,若m1=1 kg,则m2等于()
A.1 kg B.2 kg
C.3 kg D.4 kg。

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