高三 动量
动量、冲量和动量定理(高三)
动量、冲量和动量定理一、动量1、动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量.是矢量,方向与速度方向相同;动量的合成与分解,按平行四边形法则、三角形法则.是状态量;通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量,计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度。
是相对量;物体的动量亦与参照物的选取有关,常情况下,指相对地面的动量。
单位是kg·m/s;2、动量和动能的区别和联系①动量的大小与速度大小成正比,动能的大小与速度的大小平方成正比。
即动量相同而质量不同的物体,其动能不同;动能相同而质量不同的物体其动量不同。
②动量是矢量,而动能是标量。
因此,物体的动量变化时,其动能不一定变化;而物体的动能变化时,其动量一定变化。
③因动量是矢量,故引起动量变化的原因也是矢量,即物体受到外力的冲量;动能是标量,引起动能变化的原因亦是标量,即外力对物体做功。
④动量和动能都与物体的质量和速度有关,两者从不同的角度描述了运动物体的特性,且二者大小间存在关系式:P2=2mE k3、动量的变化及其计算方法动量的变化是指物体末态的动量减去初态的动量,是矢量,对应于某一过程(或某一段时间),是一个非常重要的物理量,其计算方法:(1)ΔP=P t一P0,主要计算P0、P t在一条直线上的情况。
(2)利用动量定理ΔP=F·t,通常用来解决P0、P t;不在一条直线上或F为恒力的情况。
二、冲量1、冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量.是矢量,如果在力的作用时间内,力的方向不变,则力的方向就是冲量的方向;冲量的合成与分解,按平行四边形法则与三角形法则.冲量不仅由力的决定,还由力的作用时间决定。
而力和时间都跟参照物的选择无关,所以力的冲量也与参照物的选择无关。
单位是N·s;2、冲量的计算方法(1)I=F·t.采用定义式直接计算、主要解决恒力的冲量计算问题。
(2)利用动量定理Ft=ΔP.主要解决变力的冲量计算问题,但要注意上式中F为合外力(或某一方向上的合外力)。
物理高三知识点动量定理
物理高三知识点动量定理动量定理是质点力学中的一个重要理论。
它是描述质点运动的规律之一,通过分析质点在外力作用下的运动轨迹和速度变化,可以推导出质点的动量定理。
本文将系统地介绍动量定理的定义、原理和应用。
一、动量的定义动量是描述质点运动状态的物理量,通常用字母p表示。
动量的定义为质点的质量m与其速度v的乘积,即p=mv。
动量的单位为千克·米/秒(kg·m/s)。
二、动量定理的原理动量定理是根据质点的动量定义推导出来的。
根据牛顿第二定律F=ma,将a=v/t代入,可以得到F=mdv/dt=dp/dt。
即力的大小等于动量随时间变化率的导数。
这就是动量定理的原理。
三、动量定理的表达式动量定理通过描述力和质点动量的关系,提供了一种解析动量变化的方式。
动量定理的表达式为FΔt=Δp,即力在时间间隔Δt 内产生的动量变化等于这段时间内质点动量的变化量。
其中Δp=p2-p1代表质点动量的变化量。
四、动量定理的应用1. 碰撞问题动量定理在解决碰撞问题中有广泛的应用。
当两个质点发生碰撞时,根据动量定理可以得到碰撞前后两个质点的动量变化量,从而推导出碰撞的结果。
例如,当一个物体碰撞后停止运动时,由于动量守恒,可以通过动量定理求解碰撞前的速度。
2. 推动问题动量定理在解决推动问题中也非常重要。
当一个力作用于某个物体上时,根据动量定理可以计算这个物体的动量变化量,从而推导出物体的速度变化。
例如,当我们用力推动一辆静止的小车时,根据动量定理可以计算小车在推动过程中的加速度和速度变化。
3. 粒子加速器粒子加速器是一种利用电场和磁场来加速粒子的装置。
在粒子加速器中,动量定理被广泛应用于计算粒子的加速度和速度变化。
通过控制粒子的动量变化,可以使其达到所需的能量和速度。
4. 火箭运动火箭运动是一种典型的动量改变问题。
在火箭发射时,燃料从喷口喷出产生的反作用力可以使火箭获得加速度,从而改变火箭的动量。
通过动量定理可以计算火箭发射时所需的燃料质量以及火箭的加速度和速度。
高三物理动量和动量定理
002.南京师大08届《物理之友》力学 综合(二) 4
4、质量相同的两个物体,分别在地球表面(不计 空气阻力)和月球表面以相同的初速度竖直上抛.比 较两种情况,下列说法中正确的有 ( B C ) A.物体在地球表面时的惯性比物体在月球表面时的 惯性大 B.在上升到最高点的过程中,它们受到的外力的冲 量大小相等 C.在上升到最高点的过程中,它们克服重力做的功 相等 D.落回抛出点时,重力做功的瞬时功率相等
定理
(5)利用动量定理解题的步骤: ①明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物 体,也可以是质点组。如果研究过程中的各个阶段物 体的受力情况不同,要分别计算它们的冲量,并求它 们的矢量和。 ②进行受力分析。研究对象以外的物体施给研究对象 的力为外力。所有外力之和为合外力。研究对象内部 的相互作用力不影响系统的总动量,不包括在内。 ③规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量, 所以列式前要先规定一个正方向,和这个方向一致的矢量 为正,反之为负. ④写出确定研究对象的初、末动量和合外力的冲量 (或各个外力的冲量的矢量和)。 注意要把v1和v2换成相对于同一惯性参照系的速度; ⑤根据动量定理列式求解 ΣFt=mv2–mv1 定理 意义
021.华南师大附中207—208学年度综合测试(二) 4 4.在放枪过程中,子弹向前枪向后运动,以下说法 正确的是 ( B )
A.子弹的动量比枪的动量大
B.子弹的动能比枪的动能大
C.子弹受到的冲力比枪受到的冲力大
D.子弹和枪这个系统的机械能守恒
022.福州三中07—08学年第三次月考 2 2.质量为m的木块以初速为v0在水平桌面上滑行, 它跟桌面间的动摩擦因数为μ,那么,决定木块在桌
动量和动量定理
复习精要 一、动量概念及其理解 (1)定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为 该物体的动量 p=mv (2)特征:
第六章-第1讲 动量和动量定理
__相__同_______。
3.冲量
(1)定义:力 F 与力的作用时间 t 的乘积 .
(2)定义式:I=Ft .
(3)单位:N·s . (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.
(F2-mg)t=0-mv(矢量式)
F2=-0.5×0.0-14.0 N+0.5×10 N=205 N, 方向竖直向上。 由牛顿第三定律知,此时铁锤钉钉子的作用力为 205 N,方向竖直向下。 (3)比较 F1 与 F2,其相对误差为|F2-F1F1|×100% =2.5% ,可见本题中重力 的影响可忽略。 答案 (1)200 N,方向竖直向下 (2)205 N,方向竖直向下 (3)见解析
的方向为正方向,根据动量定理(忽略水的重力),有 F′·Δt=Δp=-ρv2SΔt,
即 F′=-ρSv2。
根 据 牛 顿 第 三 定 律 知 F = - F′ = ρSv2 , 式 中 S = π d2 , 代 入 数 值 得
4 F≈1.77×105 N。
答案 1.77×105 N
子题微练
1.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在 雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得 1 小时内杯中水面上升了
4.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:
Ft=mv2-mv1
I=Δp
二、对点微练
1.(动量的理解)(多选)下列关于动量的说法,正确的是(CD )
A.质量大的物体,动量一定大 B.质量和速率都相同的物体,动量一定相同 C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变 D.一个物体的运动状态改变,它的动量一定改变 2.(冲量)(多选)恒力 F 作用在质量为 m 的物体上,如图所示, 由于地面对物体的摩擦力较大,物体没有被拉动,则经时间 t,
高三物理动量定理
动量和冲量·动量定理●知识梳理一、动量、冲量1.动量(1)定义:运动物体的叫做动量,p=,动量的单位:或。
(2)物体的动量表征物体的,其中的速度为瞬时速度,通常以地面为参考系。
(3)动量是量,其方向与的方向相同。
两个物体的动量相同必须是、。
(4)注意动量与动能的区别和联系:动量、动能和速度都是描述物体运动的状态量;动量是矢量,动能是标量;动量和动能的关系是:.2.动量的变化量(1)Δp=.(2)动量的变化量是量,其方向与的方向相同,或与的方向相同。
(3)求动量变化量的方法:①Δp=p t-p0=mv2-mv1;②Δp=Ft.3.冲量(1)定义:,叫做该力的冲量,I=,冲量的单位:。
(2)冲量是过程量,它表示力在一段时间内的累积作用效果.(3)冲量是量,其方向由力的方向决定.如果在作用时间内力的方向不变,冲量的方向就与力的方向相同.(4)求冲量的方法:①I=Ft(适用于求恒力的冲量);②I=Δp.二、动量定理(1)内容:物体所受,等于这个物体。
表达式为:Ft=或Ft=。
(2)动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系统.当研究对象为物体系时,物体系总动量的变化量等于相应时间内物体系所受的合外力的冲量.所谓物体系总动量的变化量是指系统内各物体的动量变化量的矢量和.所谓物体系所受的合外力的冲量是指系统内各物体所受的一切外力的冲量的矢量和,而不包括系统内部物体之间的相互作用力(内力)的冲量;这是因为内力总是成对出现的,而且它们的大小相等、方向相反,其矢量和总等于零.(3)动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.它可以是恒力,也可以是变力.当合外力为变力时,F应该是合外力对作用时间的平均值.说明:①在打击和碰撞问题中,物体之间的相互作用力的量值很大,变化很快,作用时间短,这种作用力通常叫冲力,冲力的本质是弹力.②当冲力比其他力大得多时,可以忽略其他力,把冲力作为公式中的F,但是我们必须清楚这只是一种近似的处理方法.③从物理意义上讲,公式中的F 应该是合力,而不是冲力.(4)动量定理公式中的F Δt 是合外力的冲量,也可以是外力冲量的矢量和,是使研究对象动量发生变化的原因.在所研究的物理过程中,如果作用在研究对象上的各个外力的作用时间相同,求合外力的冲量时,可以先按矢量合成法则求所有外力的合力,然后再乘以力的作用时间;也可以先求每个外力在作用时间内的冲量,然后再按矢量合成法则求所有外力冲量的矢量和;如果作用在研究对象上的各个力的作用时间不相同,就只能求每个力在相应时间内的冲量,然后再求所有外力冲量的矢量和.(5)动量定理中mv 2-mv 1是研究对象的动量变化量,是过程终态动量与初态动量的差值(矢量减法).式中“-”号是运算符号,与正方向的选取无关.(6)动量定理中的等号(=),表明合外力的冲量与研究对象的动量变化量的数值相等,方向一致,单位相同,但绝不能认为合外力的冲量就是动量的变化量.合外力的冲量是引起研究对象的运动状态改变的外来因素,而动量的变化量则是研究对象受外力冲量后所导致的必然结果.(7)F Δt =Δmv 是矢量式,在应用动量定理时,应该遵循矢量运算的平行四边形法则.也可以采用正交分解法,把矢量运算转化为标量运算.假设用F x (或F y )表示合外力在x (或y )轴上的分量,v x 0(或v y 0)和v x (或v y )表示物体的初速度和末速度在x (或y )轴上的分量,则F x Δt =mv x -mv x 0 F y Δt =mv y -m v y 0上述两式表明,合外力的冲量在某一坐标轴上的分量等于物体动量的变化量在同一坐标轴上的分量.在写动量定理的分量方程式时,对于已知量,凡是与坐标轴正方向同向者取正值,凡是与坐标轴正方向反向者取负值;对未知量,一般先假设为正方向,若计算结果为正,说明实际方向与坐标轴正方向一致,若计算结果为负,说明实际方向与坐标轴正方向相反.(8)根据F =ma 得F =ma =m t vv ∆-'=t pp ∆-'即F =t p∆∆.这是牛顿第二定律的另一种表达形式:合外力F 等于物体动量的变化率t p∆∆.三、用动量定理解释现象用动量定理解释的现象一般可分为两类: 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.分析问题时,要把哪个量变化搞清楚.●疑难突破1.Δp =p ′-p 指的是动量的变化量,不要理解为是动量,它的方向可以跟初动量的方向相同(同一直线,动量增大);可以跟初动量的方向相反(同一直线,动量减小);也可以跟初动量的方向成某一角度,但动量变化量(p ′-p )的方向一定跟合外力的冲量的方向相同.2.(1)应用动量定理I =Δp 求变力的冲量:如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用Ft 求变力的冲量,而应求出该力作用下物体动量的变化Δp ,等效代换变力的冲量I .例如质量为m 的小球用长为r 的细绳的一端系住,在水平光滑的平面内绕细绳的另一端做匀速圆周运动,速率为v ,周期为T ,向心力F =m R v 2.在半个周期的冲量不等于m R v 2·2T ,因为向心力是个变力(方向时刻在变).因为半个周期的始、末线速度方向相反,动量的变化量是2mv ,根据动量定理可知,向心力在半个周期的冲量大小也是2mv ,方向与半个周期的开始时刻线速度的方向相反. (2)应用Δp =F ·Δt 求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化:在曲线运动中,速度方向时刻在变化,求动量的变化(Δp =p 2-p 1)需要应用矢量运算方法,比较麻烦,如果作用力是恒力,可以求出恒力的冲量等效代换动量的变化.如平抛运动中动量的变化问题. 思考讨论 以初速度v 0平抛出一个质量为m 的物体,求抛出后t 秒内物体的动量变化. 答案:Δp =Ft =mgt ,方向竖直向下3.用动量定理解题的基本思路(1)明确研究对象和研究过程.研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统.系统内各物体可以是保持相对静止的,也可以是相对运动的.研究过程既可以是全过程,也可以是全过程中的某一阶段.(2)进行受力分析.只分析研究对象以外的物体施给研究对象的力.所有外力之和为合外力.研究对象内部的相互作用力(内力)会改变系统内某一物体的动量,但不影响系统的总动量,因此不必分析内力.如果在所选定的研究过程中的不同阶段中物体的受力情况不同,就要分别计算它们的冲量,然后求它们的矢量和.(3)规定正方向.由于力、冲量、速度、动量都是矢量,在一维的情况下,列式前要先规定一个正方向,和这个方向一致的矢量为正,反之为负.(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和).(5)根据动量定理列式求解.●典例剖析【例1】 从高为H 的平台上,同时水平抛出两个物体A 和B ,已知它们的质量m B =2m A ,抛出时的速度v A =2v B ,不计空气阻力,它们下落过程中动量变化量的大小分别为Δp A 和Δp B ,则A.Δp A =Δp BB.Δp A =2Δp BC.Δp B =4Δp AD.Δp B =2Δp A 解析:由t =g H2知t A =t B ,由动量定理知Δp =mgt ,故Δp B =2Δp A .答案:D【例2】 “蹦极”是一项勇敢者的运动,如图5-1-1所示,某人用弹性橡皮绳拴住身体自高空P 处自由下落,在空中感受失重的滋味.若此人质量为60 kg ,橡皮绳长20 m ,人可看成质点,g 取10 m/s 2,求: P 图5-1-1 (1)此人从点P 处由静止下落至橡皮绳刚伸直(无伸长)时,人的动量为_______; (2)若橡皮绳可相当于一根劲度系数为100 N/m 的轻质弹簧,则此人从P 处下落到_______m 时具有最大速度; (3)若弹性橡皮绳的缓冲时间为3 s ,求橡皮绳受到的平均冲力的大小. 剖析:(1)人从高空落下,先在重力作用下做自由落体运动,弹性橡皮绳拉直后除受到重力外还受到橡皮绳的弹力F 作用.他做自由落体运动的时间为t 1=g h 2=10202 s=2 s他做自由落体运动的末速度为v =gt 1=20 m/s 此时他的动量为p =mv =1 200 kg ·m/s. (2)当他到达平衡位置时,速度最大,则kx =mg 解得平衡位置时橡皮绳伸长量为x =6 m ,他从P 处下落了26 m. (3)对人从开始下落到速度减为零的全过程,又由动量定理得mg (t 1+t 2)-Ft 2=0 解得F =1 000 N根据牛顿第三定律得,橡皮绳受到的平均冲力大小为1 000 N. 深化拓展参照本例试分析:(1)在“跳高”和“跳远”的比赛中,运动员为什么要落在沙坑中?(2)“跳伞”运动员着地时,为什么要有“团身”动作?(3)在球类项目的体育课上,传球和接球时为什么要有缓冲动作?答案:(1)(2)(3)中所列现象均是通过延长作用时间来减小相互作用力.说明:上面问题中通过延长动量变化时间减小作用力,通过计算可以看出这种缓冲作用的效果很明显.这也就是杂技演员、高空作业的工人、高速行驶的驾驶员和前排乘客要扣安全带的道理.【例3】 两物体质量之比为m 1∶m 2=4∶1,它们以一定的初速度沿水平面在摩擦力作用下做减速滑行到停下来的过程中(1)若两物体的初动量相同,所受的摩擦力相同,则它们的滑行时间之比为_______;(2)若两物体的初动量相同,与水平面间的动摩擦因数相同,则它们的滑行时间之比为_______;(3)若两物体的初速度相同,所受的摩擦力相同,则它们的滑行时间之比为_______;(4)若两物体的初速度相同,与水平面间的动摩擦因数相同,则它们的滑行时间之比为_______.剖析:(1)由动量定理得-F f t =0-p t =f F p由于F f 和p 均相同,所以t 1∶t 2=1∶1.(2)由动量定理得-μmg ·t =0-p t =mg p μ由于p 、μ均相同,所以t 与m 成反比,故t 1∶t 2=m 2∶m 1=1∶4.(3)由动量定理得-F f t =0-mv t =f F mv由于F f 、v 均相同,所以t 与m 成正比,故t 1∶t 2=m 1∶m 2=4∶1.(4)由动量定理得-μmgt =0-mv t =g vμ由于μ、v 均相同,所以t 1∶t 2=1∶1.说明:(1)对于这种涉及时间的动力学问题,利用动量定理分析往往比较方便,请同学们注意体会.(2)求解比例问题时,一般是推导出所求物理量与其他物理量的关系式,再求比例.求比例时,要特别注意表达式中哪些物理量是不变的,哪些物理量是变化的.【例4】 高压采煤水枪出水口的截面积为S ,水的射速为v ,射到煤层上后,水速度为零.若水的密度为ρ,求水对煤层的冲力.剖析:从水枪中射出的水是连续的,这样对解题极为不便,为使连续的水像物体一样,我们可以取一小段时间的水进行研究.射到煤层上的水,在较短时间速度变为零,煤一定对水(水为研究对象)产生了力的作用,此力为变力,因此可以由动量定理来求出煤对水的平均作用力,即冲力,由牛顿第三定律就知道水对煤的作用力.由水流算出Δt 内水的质量,以Δt 时间内的水为研究对象,由动量定理列方程,求煤对水的力,再由牛顿第三定律求水对煤的力.设在Δt 时间内,从水枪射出的水的质量为Δm ,则Δm =ρSv Δt .以Δm 为研究对象,它在Δt 时间内动量变化为:Δp =Δm (0-v )=-ρSv 2Δt设F N 为水对煤层的冲力,F N ′为煤层对水的反冲力,以F N ′的方向为正方向,根据动量定理(忽略水的重力)有:F N ′Δt =Δp =-ρv 2S Δt解得:F N ′=-ρSv 2根据牛顿第三定律知F N =-F N ′,所以F N =ρSv 2.说明:这是一类变质量(或连续流体)问题,对这类问题的处理,一般要选取一段时间的流体为研究对象,然后表示出所选研究对象的质量,分析它的受力及动量的变化,根据动量定理列方程求解.深化拓展国产水刀——超高压数控万能水切割机以其神奇的切割性能在北京国际展览中心举行的第五届国际机床展览会上引起轰动,它能切割40 mm 厚的钢板、50 mm 厚的大理石等材料.水刀就是将普通的水加压,使其从口径为0.2 mm 的喷嘴中以800 m/s ~1 000 m/s 的速度射出的水射流.我们知道,任何材料承受的压强都有一定限度,下表列出了一些材料所能承受的压强限度.设想有一水刀的水射流横截面积为S ,垂直入射的速度v =800 m/s ,水射流与材料接触后,速度为零,且不附着在材料上,水的密度ρ=1×103 kg/m 3,则此水刀不能切割上述哪些材料?答案:以射到材料上的水量Δm 为研究对象,以其运动方向为正方向,由动量定理得: pS Δt =-ρSv Δt ·vp =-ρv 2=-6.4×108 Pa由表中数据可知:不能切割C 、D.【例5】 如图5-1-2所示,P 为位于某一高度处的质量为m 的物块,B 为位于水平地面上的质量为M 的特殊长平板,m /M =1/10,平板与地面间的动摩擦因数为μ=2.00×10-2.在板的上表面上方,存在一定厚度的“相互作用区域”,如图中画虚线的部分.当物块P 进入相互作用区时,B 便有竖直向上的恒力f 作用于P ,f =amg ,a =51,f 对P 的作用使P 刚好不与B 的上表面接触;在水平方向P 、B 之间没有相互作用力.已知物块P 开始自由落下的时刻,板B 向右的速度为v 0=10.0 m/s.P 从开始下落到刚到达相互作用区所经历的时间为T 0=2.00 s.设B 板足够长,保证物块P 总能落入B 板上方的相互作用区,取重力加速度g =9.80 m/s 2.问:当B 开始停止运动那一时刻,P 已经回到过初始位置几次?P相互作图5-1-2剖析:由于P 刚好不与B 的上表面接触,P 下落时先做自由落体运动,它进入相互作用区后做匀减速运动,速度减小到零再返回,返回时与下落时受力情况完全相同,所以,P 刚好能回到初始位置.P 从开始下落到返回原处的时间内,设恒力f 作用的时间为Δt ,则重力作用时间为:2T 0+Δt ,P 在该过程所受合外力总冲量为零,即f Δt -mg (2T 0+Δt )=0由f =amg 得:Δt =0.08 s恒力f 作用的时间木板受摩擦力的大小为f '=μ(Mg +amg )P 不在相互作用区的时间内木板受摩擦力的大小为f 0=μMg对木板应用动量定理f 0·2T 0+f '·Δt =M ·Δv即μMg ·2T 0+μ(Mg +amg )·Δt =M ·Δv得:Δv =0.88 m/sn =v v ∆0=11.38,取整数为:N =11次.说明:(1)分析该问题时要抓住过程周期性的特点.(2)注意物块P 从开始下落到返回原高度一周期内,物块P 在相互作用区的时间和不在相互作用区的时间内,B 板的受力情况不同,决定了它的运动的情况不同.拓展题例【例6】 如下图所示,光子具有动量,每个光子的动量mv =h /λ(式中h 为普朗克常量,λ为光子的波长).当光照射到物体表面上时,不论光被物体吸收还是被物体表面反射,光子的动量都会发生改变,因而对物体表面产生一种压力,称为光压.上图是列别捷夫设计的用来测量光压的仪器.图中两个圆片中,a 是涂黑的,而b 是光亮的.当光线照射到a 上时,可以认为光子全部被吸收,而当光线照射到b 上时,可以认为光子全部被反射.分别用光线照射在a 或b 上,由于光压的作用,都可以引起悬丝的旋转,旋转的角度可以借助于和悬丝一起旋转的小平面镜M 进行观察.(1)如果用一束强光同时照射a 、b 两个圆片,光线的入射方向跟圆片表面垂直,悬丝将向哪个方向偏转?为什么?(2)已知a 、b 两个圆片的半径都为r ,两圆心间的距离是d .现用频率为ν的激光束同时照射a 、b 两个圆片,设入射光与圆面垂直,单位时间内垂直于光传播方向的单位面积上通过的光子个数为n ,光速为c ,求由于光压而产生的作用力分别为多大.解析:(1)a 向外b 向里转动(从上向下看逆时针转动).对时间t 内照到圆片上的光子用动量定理:Ft =ntS Δmv ,照到a 上的每个光子的动量变化是mv ,而照到b 上的每个光子的动量变化是2mv ;因此光子对b 的光压大.(2)分别对单位时间内照射到a 、b 上的光子用动量定理,有:F a =n πr 2h ν/c ,F b =n πr 22h ν/c答案:(1)a 向外b 向里转动(从上向下看逆时针转动)(2) F a =n πr 2h ν/c F b =n πr 22h ν/c第二单元 动量守恒定律●知识梳理一、动量守恒定律1.定律内容:相互作用的物体,如果 ,它们的总动量保持不变。
高三动量守恒定律知识点
高三动量守恒定律知识点一、动量的概念和计算方法在物理学中,动量是物体运动状态的量度,代表了物体运动时所具有的惯性大小。
动量的计算方法是质量与速度的乘积,即动量(p)等于质量(m)乘以速度(v)。
动量的单位是千克·米/秒(kg·m/s),在国际单位制中,也可以用牛·秒(N·s)表示。
二、动量守恒定律的表述动量守恒定律是物理学中的重要定律之一,它描述了一个封闭系统中动量的总和在时间上保持不变。
在一个封闭系统中,如果没有外力作用,系统中物体的总动量保持不变。
也就是说,一个物体的动量增加,必然有另一个物体的动量减小,它们之间的动量转移互相补偿。
三、动量守恒定律的应用1.碰撞问题当两个物体发生碰撞时,会有动量转移的现象发生。
判断二者碰撞后的速度变化,可以通过动量守恒定律进行计算。
例如,当一个小球以一定速度碰撞到一个静止的小球上,根据动量守恒定律,可以推导出碰撞后两个小球的速度。
2.火箭发射问题火箭发射过程中,尾气的高速喷出是由燃料的燃烧产生的。
火箭向上运动的速度增加,相同时,尾气速度与质量的乘积也要增加。
这是因为根据动量守恒定律,火箭与尾气系统的总动量为零,当火箭获得了一定的速度时,尾气的速度与质量的乘积也要增加,以保持动量守恒。
3.流水问题当水流在管道中流动时,由于管道的减小,水流的速度会增加。
在这个过程中,可以根据动量守恒定律,计算水流速度的变化。
四、动量守恒定律的局限性虽然动量守恒定律可以解释和应用于很多物理现象,但在实际情况中,有一些情形并不适用。
1.外力的干扰如果一个系统受到外力的干扰,如空气阻力、摩擦力等,那么动量守恒定律将不再适用。
2.相对论效应在高速运动中,特别是接近光速的情况下,相对论效应会引起质量的变化。
这种情况下,动量守恒定律也需要结合相对论的理论来解释。
五、总结动量守恒定律是描述物体运动中动量变化的重要定律。
它在碰撞、火箭发射和流体运动等问题中有广泛应用。
物理高三动量知识点
物理高三动量知识点动量是物理学中的重要概念之一,它描述了物体运动的特性和变化。
在高三物理学习中,我们将深入了解动量的含义、计算方法以及应用。
本文将围绕物理高三动量知识点展开讲述,分别从动量的定义、动量定理、弹性碰撞和不完全弹性碰撞四个方面进行介绍。
一、动量的定义动量(Momentum)是描述物体运动状态的物理量,它等于物体的质量乘以速度。
动量的定义可以用数学公式表示为:动量(p)= 质量(m) ×速度(v)。
这里的质量单位一般为千克(kg),速度单位为米每秒(m/s),因此动量的单位是千克·米每秒(kg·m/s)。
二、动量定理动量定理是物理学中的重要定理,它描述了一个物体所受的力对其动量变化的影响。
根据动量定理,物体受到的合外力的作用将导致物体的动量发生改变,力的作用时间越长,物体动量的变化越大。
动量定理的数学表达式为:力(F)= 质量(m) ×加速度(a),改写为F = Δp / Δt(即力等于动量的变化率)。
三、弹性碰撞弹性碰撞是指两个或多个物体碰撞后能够完全恢复原状的碰撞过程。
在弹性碰撞中,物体之间的动能可以完全转化而不损失,动量守恒。
对于弹性碰撞的计算,可以利用动量守恒原理,将碰撞前后的总动量相等。
四、不完全弹性碰撞不完全弹性碰撞是指两个或多个物体碰撞后无法完全恢复原状的碰撞过程。
在不完全弹性碰撞中,物体之间的动能损失一部分,动量不守恒。
不完全弹性碰撞中,我们可以利用动量守恒和能量守恒的原理进行计算。
综上所述,物理高三动量知识点包括动量的定义、动量定理、弹性碰撞和不完全弹性碰撞四个方面。
通过深入学习和理解这些知识点,我们可以更好地理解物体的运动状态和相互作用,为解决实际问题提供有力的物理基础。
在学习过程中,我们还可以通过实验和计算练习来加深对动量的理解和应用,提高物理学习的效果。
希望同学们能够充分掌握物理高三动量知识点,并能在解题中熟练运用,取得优秀的成绩。
物理高三一轮复习动量知识点
物理高三一轮复习动量知识点在经典力学中,动量(是指国际单位制中的单位为kgm/s ,量纲MLT)表示为物体的质量和速度的乘积,以下是动量知识点,请考生学习。
1.动量和冲量(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p=mv。
是矢量,偏向与v的偏向相同。
两个动量相同必须是巨细相等,偏向一致。
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即I=Ft。
冲量也是矢量,它的偏向由力的偏向决定。
2.★★动量定理:物体所受合外力的冲量即是它的动量的变化。
表达式:Ft=p-p或Ft=mv-mv(1)上述公式是一矢量式,运用它剖析标题时要特殊注意冲量、动量及动量变化量的偏向。
(2)公式中的F是研究工具所受的包括重力在内的所有外力的合力。
(3)动量定理的研究工具可以是单个物体,也可以是物体系统。
对物体系统,只需剖析系统受的外力,不必思虑系统内力。
系统内力的作用不改变整个系统的总动量。
(4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。
敷衍变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的均匀值。
3.★★★动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
表达式:m1v1+m2v2=m1v1+m2v2(1)动量守恒定律成立的条件①系统不受外力或系统所受外力的合力为零。
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞标题中的摩擦力,爆炸历程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计。
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个偏向上的分量为零,则在该偏向上系统的总动量的分量保持不变。
(2)动量守恒的速度具有四性:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
4.★★★★动能定理:外力对物体所做的总功即是物体动能的变化。
表达式:(1)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的环境下得出的。
但它也适用于变力及物体作曲线运动的环境。
(2)功和动能都是标量,不能利用矢量准则分化,故动能定理无分量式。
高三物理第一轮复习 动量 冲量和动量定理
判断2:质量为50kg 的工人,身上系着长为5m的弹性安全带在高空作业,不慎掉下,若从弹性绳开始伸直到工人落到最低点弹性绳伸长了2m,求弹性绳对工人的平均作用力。(g = 10m/s2)
能力·思维·方法
缓拉纸带时,摩擦力虽小些,但作用时间可以很长,故重物获得的冲量,即动量的改变量可以很大,所以能把重物带动;快拉时,摩擦力虽大些,但作用时间很短,故冲量小,所以重物动量的改变量小.因此答案C、D正确.
【例10】某消防队员质量60Kg从一平台上跳下,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5s.在着地过程中,对他双脚的平均作用力估计为
例4如图所示,质量为2kg的物体沿倾角为30°高为h=5m的光滑斜面由静止从顶端下滑到底端的过程中,求: (1)重力的冲量; (2)支持力的冲量; (3)合外力的冲量.(g=10m/s2)
【解析】求某个力的冲量时,只有恒力才能用公式I=F·t,而对于变力一般用动量定理求解,此题物体下滑过程中各力均为恒力,所以只要求出力作用时间便可用I=Ft求解. 由牛顿第二定律F=ma得 下滑的加速度a=g·sin=5m/s2.
能力·思维·方法
【解析】本题问题情景清晰,是一道应用动量定量解释物理现象的好题.为了使得从高处跳下时减少地面对双腿的冲击力,应减少h—跳下前的高度;增大△h—双脚弯曲时重心下移的距离.即不宜笔直跳下,应先蹲下后再跳,着地时应尽可能向下弯曲身体,增大重心下降的距离.实际操作中,还有很多方法可以缓冲地面的作用力.如先使前脚掌触地等.也可同样运用动量定理解释.对本题分析如下:下落2m双脚刚着地时的速度为v= .触地后,速度从v减为0的时间可以认为等于双腿弯曲又使重心下移 △h=0.5m所需时间.在估算过程中,可把地面对他双脚的力简化为一个恒力,故重心下降过程可视为匀减速过程.从而有:
动量守恒定律(高三)
动量守恒定律一、动量守恒定律1、内容:相互作用的物体,如果不受外力或所受外力的合力为零,它们的总动量保持不变,即作用前的总动量与作用后的总动量相等.2、动量守恒定律适用的条件①系统不受外力或所受合外力为零.②当内力远大于外力时.③某一方向不受外力或所受合外力为零,或该方向上内力远大于外力时,该方向的动量守恒.3、常见的表达式①p/=p,其中p/、p分别表示系统的末动量和初动量,表示系统作用前的总动量等于作用后的总动量。
②Δp=0 ,表示系统总动量的增量等于零。
③Δp1=-Δp2,其中Δp1、Δp2分别表示系统内两个物体初、末动量的变化量,表示两个物体组成的系统,各自动量的增量大小相等、方向相反。
其中①的形式最常见,具体来说有以下几种形式A、m1v l+m2v2=m1v/l+m2v/2,各个动量必须相对同一个参照物,适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统。
B、0= m1v l+m2v2,适用于原来静止的两个物体组成的系统。
C、m1v l+m2v2=(m1+m2)v,适用于两物体作用后结合在一起或具有共同的速度。
【例1】由动量定理和牛顿第三定律推出动量守恒定律(以两个物体为例)解析:设两物体质量分别为m1、m2,作用前后的速度分别为v1、v2与v1/、v2/.在Δt 时间内m1、m2所受外力为F l、F2,内力:第1个对第2个物体作用力为f12,其反作用力为f21.根据动量定理:对m1:(F l十f21)Δt=m1 v1/—m1 v1对m2:(F2十f12)Δt= m2 v2/一m2 v2根据牛顿第三定律f12= f21又由于F l十F2=0所以m1 v1/—m1 v1=m2 v2/一m2 v2整理得:m1 v1+m2 v2 =m1 v1/+m2 v2/二、对动量守恒定律的理解(1)动量守恒定律是说系统内部物体间的相互作用只能改变每个物体的动量,而不能改变系统的总动量,在系统运动变化过程中的任一时刻,单个物体的动量可以不同,但系统的总动量相同。
高三物理复习【动量和动量定理】
2.用动量定理解释现象 (1)Δp 一定时,F 的作用时间越短,力就越大;时间越长,力 就越小.
透析考点·多维突破 考点一 动量和冲量的理解
1.对动量的理解 动量的两性 ①瞬时性:动量是描述物体运动状态的物理量,是针对某一时 刻或位置而言的. ②相对性:动量的大小与参考系的选取有关,通常情况是指相 对地面的动量.
2.动量、动能、动量变化量的比较
项目
动量
动能
ห้องสมุดไป่ตู้
动量变化量
定义
物体的质量和速度 物体由于运动而 物体末动量与初
且正功与负功的绝对值相等,故在整个相互作用的过程中弹簧对木
块做的总功 W=0.从而,木块将以 v0 的速度被弹回,由动量定理可 得,在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量 I 的大小 I=2mv0, 故 C 正确.
答案:C
4. 如图所示为某物业公司的宣传提醒牌.从提供的信息知:一 枚 30 g 的鸡蛋从 17 楼(离地面安全帽为 45 m 高)落下,能砸破安全 帽.若鸡蛋壳与安全帽的作用时间为 4.5×10-4 s,人的质量为 50 kg, 重力加速度 g 取 10 m/s2,则安全帽受到的平均冲击力的大小约为
ΔΔmt =ρv0S③
(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为 h,水从喷口喷出 后到达玩具底面时的速度大小为 v.对于 Δt 时间内喷出的水,由能
=max,与位移成正比.C 错:动能 Ek=12mv2,与速度的平方成正 比.D 错:动量 p=mv,动能 Ek=12mv2=2pm2 ,与动量的平方成正 比.
高三物理动量定理知识点
高三物理动量定理知识点动量是物体运动状态的量度,它是质量和速度的乘积。
动量定理是描述物体受力作用下运动状态变化的定理。
本文将介绍高三物理动量定理的相关知识点。
一、动量的定义和计算动量(p)定义为物体的质量(m)与速度(v)的乘积:p = m·v。
单位是千克·米/秒(kg·m/s)。
计算动量时,需要注意质量的单位是千克(kg),速度的单位是米/秒(m/s)。
二、动量定理动量定理是研究物体受力作用下运动状态变化的定理,也称为牛顿第二定律。
动量定理的数学表达式为:FΔt = Δp,即力的作用时间等于动量的变化。
其中,F表示力的大小,Δt表示力的作用时间,Δp表示动量的变化量。
三、动量定理的推导和应用1. 动量定理的推导根据牛顿第二定律 F = m·a,以及速度的定义v = Δx/Δt,可以将动量定理推导为FΔt = m·a·Δt = m·Δv。
因为Δv = v₂ - v₁,所以可以进一步推导出FΔt = m·(v₂ - v₁)= Δp。
2. 动量定理的应用动量定理可以用来描述物体的碰撞和运动状态变化。
在完全弹性碰撞中,物体之间发生碰撞后,动量总和保持不变,即 p₁ + p₂ = p₃ + p₄。
在非完全弹性碰撞中,物体之间发生碰撞后,动量总和不守恒,发生一部分动量损失。
在物体受到外力作用下,可以利用动量定理计算物体的加速度和速度变化。
四、动量守恒定律在一个封闭系统中,如果没有外力作用,系统的动量将保持不变,称为动量守恒定律。
动量守恒定律的数学表达式为:p₁ + p₂ = p₃ + p₄。
利用动量守恒定律可以解决一些关于碰撞和运动状态变化的问题。
五、动量定理和动量守恒定律的应用动量定理和动量守恒定律在实际生活和工程中有广泛的应用。
在交通事故中,可以利用动量定理分析事故中车辆的受力情况和速度变化。
在运动比赛中,可以利用动量定理和动量守恒定律分析运动员的力的作用和动量变化。
高三物理动量基础知识点总结
高三物理动量基础知识点总结动量是物体运动状态的重要描述量,它既有大小,又有方向。
在高三物理学习中,掌握动量的基础知识点对于理解和解决与动量相关的问题至关重要。
本文将总结高三物理学习中的动量基础知识点,以帮助同学们更好地应对考试和复习。
一、动量的定义和计算1. 动量的定义:动量是物体质量和速度的乘积,用p表示。
动量的单位是kg·m/s。
2. 动量的计算公式:p = m * v,其中p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
3. 动量的变化:当物体的速度改变时,它的动量也会发生变化。
动量的变化量可以通过以下公式计算:Δp = m * Δv,其中Δp表示动量的变化量,Δv表示速度的变化量。
二、动量守恒定律4. 动量守恒定律的表述:在一个系统内,当外部没有作用力时,系统的总动量保持不变。
5. 动量守恒定律的数学表达式:m1 * v1 + m2 * v2 = m1' * v1' + m2' * v2',其中m1和m2分别表示两个物体的质量,v1和v2分别表示两个物体的速度,m1'和m2'分别表示碰撞后两个物体的质量,v1'和v2'分别表示碰撞后两个物体的速度。
6. 弹性碰撞与非弹性碰撞:根据动量守恒定律,碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞。
弹性碰撞指碰撞后物体的总动能守恒,非弹性碰撞指碰撞后物体的总动能不守恒。
三、动量定理7. 动量定理:物体所受合外力的作用时间内,动量的改变等于合外力的冲量。
8. 动量定理的数学表达式:F * Δt = Δp,其中F表示合外力的大小,Δt表示作用时间,Δp表示动量的变化量。
9. 动量定理的适用条件:动量定理适用于物体在力作用下的瞬间改变,例如爆炸、反冲等。
四、动量与时间的关系10. 动量变化率的定义:物体的动量变化率是指单位时间内动量的增加量,等于物体所受外力的大小。
11. 动量变化率的计算公式:动量变化率 = 力的大小,即Δp/Δt = F。
高三物理动量守恒知识点
高三物理动量守恒知识点动量是物体运动的重要属性之一,而动量守恒定律是物理学中一项重要的基本定律。
它在解释和预测物体相互作用时起着至关重要的作用。
高三物理中的动量守恒知识点是学习物理的基础,下面将详细介绍。
一、动量的定义和计算方法动量是物体的物理量,可以用公式 p = mv 来计算,其中 p 表示动量,m 表示物体的质量,v 表示物体的速度。
在动量守恒定律中,最基本的一个概念就是动量的守恒。
当一个物体在一个封闭系统中发生相互作用时,物体的总动量保持不变。
二、动量守恒定律的表达动量守恒定律可以表达为:在一个封闭系统中,物体的总动量在相互作用过程中保持不变。
即如果在一个封闭系统中没有外力作用,物体的动量和总动量守恒。
这是一个非常重要的基本定律,在研究物体相互作用时常常使用。
三、弹性碰撞和完全非弹性碰撞根据动量守恒定律,可以进一步分析物体之间的碰撞。
在弹性碰撞中,物体在碰撞过程中动能守恒,动量守恒,且碰撞后物体会反弹,保持原有的形状。
而在完全非弹性碰撞中,物体在碰撞过程中会发生形变或者粘连,动能不守恒,但动量仍然守恒。
四、动量守恒定律的应用动量守恒定律在实际生活和工程中有着广泛的应用。
例如,汽车发生碰撞时,根据动量守恒定律可以预测碰撞后车辆的速度和动量变化。
此外,动量守恒定律还可以应用于火箭发射、交通信号灯设计等工程领域。
五、动量守恒实验为了加深对动量守恒定律的理解,可以进行一些简单的实验。
例如,可以利用弹簧测力计和滑轨来观察和验证动量守恒定律。
通过调节质量和速度等因素,可以进行不同条件下的实验,观察物体碰撞后的动量变化情况。
六、动量守恒的局限性虽然动量守恒定律在大多数情况下都适用,但在某些特殊情况下可能存在一定的局限性。
例如,在相对论范围内,质量增加的物体速度趋近于光速,动量守恒定律就需要以相对论动量的形式来描述。
综上所述,高三物理中的动量守恒知识点是物理学中非常重要的一部分。
理解和掌握动量的定义、计算方法以及动量守恒定律的表达和应用是学好物理的基础。
高三物理【动量定理 动量守恒定律】复习整合
[真题再练] 1.(2020·全国卷Ⅰ)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬 间充满气体.若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作 用,下列说法正确的是( ) A.增加了司机单位面积的受力大小 B.减少了碰撞前后司机动量的变化量 C.将司机的动能全部转换成汽车的动能 D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
B.0.27 N
C.0.022 N
D.0.027 N
解析:D 由题知,水滴质量为 m=0.5 g,重力加速度为 g=10 m/s2,屋檐高度为 h =4 m,设水滴刚落到石板上时速度为 v.水滴从屋檐开始下落到石板上,忽略空气阻力, 水滴的机械能守恒,有 mgh=12mv2.水滴从接触石板到速度为零的过程中,取向下为正方 向,对水滴由动量定理得(mg-F)t=0-mv,解得 F≈0.027 N,由牛顿第三定律可知,D 正确.
动量守恒定律解题的基本步骤 1.明确研究对象,确定系统的组成(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.
[精选模拟] 视角 1:动量守恒的判断 1.关于下列四幅图所反映的物理过程的说法正确的是( )
8 次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于 5.0 m/s,反弹的物块不能再追上运动员.不
计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为( )
A.48 kg
B.53 kg
C.58 kg
D.63 kg
解析:BC 设运动员和物块的质量分别为 m、m0,规定运动员运动的方向为正方向, 运动员开始时静止,第一次将物块推出后,运动员和物块的速度大小分别为 v1、v0,则根 据动量守恒定律 0=mv1-m0v0,解得 v1=mm0v0,物块与弹性挡板撞击后,运动方向与运动 员同向,当运动员再次推出物块 mv1+m0v0=mv2-m0v0,解得 v2=3mm0v0,第 3 次推出后 mv2+m0v0=mv3-m0v0, 解得 v3=5mm0v0,依次类推,第 8 次推出后,运动员的速度 v8=15mm0 v0, 根据题意可知 v8=15mm0v0>5 m/s, 解得 m<60 kg,第 7 次运动员的速度一定小于 5 m/s, 则 v7=13mm0v0<5 m/s, 解得 m>52 kg,综上所述,运动员的质量满足 52 kg<m<60 kg,AD 错 误,BC 正确.
动量知识点总结高三
动量知识点总结高三动量是物体的运动状态的量度,是物体运动的基础物理量之一。
在高三物理学习中,我们学习了有关动量的许多知识点。
下面我将对这些知识点进行总结。
一、动量的定义和计算公式动量的定义是物体质量与速度的乘积,用字母“p”表示。
动量的计算公式为:p = m * v其中,p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
二、动量守恒定律动量守恒定律是研究碰撞问题的基本原理。
在一个封闭系统内,如果没有外力作用,系统的总动量保持不变。
即:Σp1 = Σp2其中,Σp1表示碰撞前系统的总动量,Σp2表示碰撞后系统的总动量。
三、动量定理动量定理描述了外力作用下物体运动状态的变化。
动量定理的数学表达式为:F = Δp/Δt其中,F表示外力的大小,Δp表示物体动量的变化量,Δt表示时间的变化量。
四、碰撞类型1. 完全弹性碰撞:在完全弹性碰撞中,两个物体碰撞后能量和动量都得到完全保持。
碰撞前后物体的速度和动量方向都发生改变。
2. 完全非弹性碰撞:在完全非弹性碰撞中,碰撞物体之间会发生形变并粘合在一起,碰撞后物体速度和动量方向发生改变。
3. 部分弹性碰撞:在部分弹性碰撞中,碰撞物体之间部分能量和动量得以保持,部分能量和动量会损失。
五、动量守恒定律在碰撞问题中的应用动量守恒定律可以用于解决碰撞问题,包括弹性碰撞、非弹性碰撞等。
通过计算物体碰撞前后的动量变化,我们可以求解碰撞后物体的速度、质量等信息。
六、动量定理在力学问题中的应用动量定理在力学问题中起到了重要的作用。
通过应用动量定理,我们可以分析物体在外力作用下的运动特性、速度的变化以及力的大小等问题。
七、推导动量守恒定律和动量定理动量守恒定律可以通过推导得到。
我们可以根据动量的定义和动量定理,结合牛顿第二定律(F = ma),推导出动量守恒定律的数学表达式。
动量定理的推导思路是结合牛顿第二定律和速度的加速度定义,将力的表达式代入动量定理的数学表达式,最终得到动量定理的数学表达式。
高三动量和动量守恒知识点
高三动量和动量守恒知识点动量和动量守恒知识点动量和动量守恒是物理学中重要的概念,对于理解物体运动和碰撞有着关键作用。
本文将对高三学生需要了解的动量和动量守恒的知识点进行详细介绍。
一、动量的定义和公式动量是一个物体运动状态的量度,它的定义是物体的质量乘以其速度。
动量的公式可以表示为:p = m * v其中,p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
动量的单位是千克·米/秒(kg·m/s)。
二、动量守恒定律动量守恒定律是指在一个封闭系统内,如果没有外力作用,系统的总动量保持不变。
这意味着系统中物体的总动量在碰撞或相互作用过程中保持不变。
三、弹性碰撞和完全非弹性碰撞1. 弹性碰撞在弹性碰撞中,物体之间发生碰撞后,动量守恒仍然成立,并且动能守恒也成立。
在弹性碰撞中,碰撞后物体的速度和能量都会发生变化。
2. 完全非弹性碰撞在完全非弹性碰撞中,碰撞后物体会粘合在一起,动量守恒仍然成立,但动能守恒不成立。
在非弹性碰撞中,碰撞后物体的速度会发生变化,但总的动量仍保持不变。
四、动量守恒定律在实际生活中的应用1. 计算碰撞后物体的速度根据动量守恒定律,可以计算碰撞发生后物体的速度。
通过求解动量守恒方程,可以得到碰撞后物体的速度。
2. 交通事故的分析动量守恒定律在交通事故分析中有重要应用。
通过分析碰撞前和碰撞后物体的质量和速度,可以判断事故发生的原因和责任。
3. 运动员的训练运动员在训练过程中,可以利用动量守恒定律来改变自己的速度和力量。
通过调整速度和质量的变化,可以提高运动员的表现。
五、动量守恒定律的限制条件动量守恒定律的适用条件是在一个封闭系统内,没有外力作用。
在实际情况中,很难完全符合这个条件,因此在碰撞过程中仍然可能存在一些能量损失。
六、总结动量和动量守恒是物理学中重要的概念,可以帮助我们理解物体的运动和碰撞。
动量的定义和公式可以用来计算物体的运动状态,而动量守恒定律则用于分析碰撞过程。
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M
v1
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碰撞包括: 完全弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞
碰撞包括: 完全弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞
能量、动量涉及的内容是动力学内容的继续和 深化,它比牛顿运动定律的适用范围更广泛, 是自然界中普遍适用的基本规律。
碰撞包括: 完全弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞
能量、动量涉及的内容是动力学内容的继续和 深化,它比牛顿运动定律的适用范围更广泛, 是自然界中普遍适用的基本规律。 是高考考查的重点内容之一。高考中年年考,且 常常成为高考的压轴题。
(4)注意 优越性——跟过程的细节无关 广泛性—— 既适用于两个物体的系统,也适用于多个物体的系统; 既适用 于正碰,也适用于斜碰; 既适用于低速宏观物体,也适用于高速微观粒子的运动
(4)注意 优越性——跟过程的细节无关 广泛性—— 既适用于两个物体的系统,也适用于多个物体的系统; 既适用 于正碰,也适用于斜碰; 既适用于低速宏观物体,也适用于高速微观粒子的运动 (5) 注意速度的同时性和相对性。 同时性指公式中的v1 、v2必须是相互作用前同一时刻 的速度,v1' 、v2' 必须是相互作用后同一时刻的速度。 相对性指公式中的所有速度都是相对于同一参考系的 速度,一般以地面为参考系。
研究对象:指一个系统,由两个或两个以上的 物体共同组成的。 外力:指系统以外的物体对系统内物体的作用力 内力:指系统内物体间的相互作用力。 总动量:指系统内所有物体在某一瞬时的动量 的矢量合。
三、 应用动量守恒定律注意以下几点: (1) 注意适用条件,
三、 应用动量守恒定律注意以下几点: (1) 注意适用条件, (2) 特别注意动量守恒定律的矢量性: 要规定正方向, 已知量跟规定正方向相同为正值,相反为负值
A B C
例题:光滑的水平面上,用弹簧相连的质量均为 2kg的A、 B两物块都以V0= 6m/s的速度向右运动,弹簧处于原长, 质量为4kg的物块C静止在前方,如图。B与C碰撞后二 者粘在一起运动,在以后的运动中,当弹簧的弹性势能 达到最大为 J时,物块A的速度是 m/s。
A B C
“三体”为A、B、C三物块。“二次作用”过程为第 一次是B、C二物块发生短时作用,完全非弹性碰撞, 这过程动量守恒而机械能不守恒; 第二次是B、C二物块作为一整体与A物块发生持续作 用,这过程动量守恒机械能也守恒。
例题:
⑴系统所受合外力为零;
⑴系统所受合外力为零; 总质量为M 的列车,在平直轨道上以速度v 匀速 行驶,尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩,设 机车的牵引力恒定不变,阻力与质量成正比,则 脱钩车厢停下时,列车前进的速度多大?
v
总质量为M 的列车,在平直轨道上以速度v 匀速 行驶,尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩,设 机车的牵引力恒定不变,阻力与质量成正比,则 脱钩车厢停下时,列车前进的速度多大?
3、分析确定各部分物体的始末状态的动量。
4、选定正方向,列出动量守恒表达式,
结合其它规律求解。
研究对象:指一个系统,由两个或两个以上的 物体共同组成的。
研究对象:指一个系统,由两个或两个以上的 物体共同组成的。 外力:指系统以外的物体对系统内物体的作用力
研究对象:指一个系统,由两个或两个以上的 物体共同组成的。 外力:指系统以外的物体对系统内物体的作用力 内力:指系统内物体间的相互作用力。
二、应用动量守恒定律解题的方法 1、明确研究对象。 2、分析系统运动过程中的外力, 判断系统动量是否守恒。
二、动量守恒定律的应用方法 1、明确研究对象。
2、分析系统运动过程中的外力,
判断系统动量是否守恒。
3、分析确定各部分物体的始末状态的动量。
二、动量守恒定律的应用方法 1、明确研究对象。 2、分析系统运动过程中的外力, 判断系统动量是否守恒。
60
。
M
v1
v’
⑶ 系统在Σ FX = 0,则在该方向上动量守恒
一辆质量为M 的小车以速率v1 在光滑的水平面 上运动时,恰遇一质量为m ,速率为v2 物体以 。 俯角60 的速度方向落在车上并陷于车里的砂中, 求此后车的速度。
m
系统水平方向Σ FX = 0
水平方向动量守恒,取v1方向为正向
v2
60
会分析求解“三体二次作用过程”问题
A B C
必须弄清这二次相互作用过程的特点, 有哪几个物体参加? 是短暂作用过程还是持续作用过程? 各个过程遵守什么规律? 对不同的物理过程选择恰当的规律进行列式求解。
例题:光滑的水平面上,用弹簧相连的质量均为 2kg的A、 B两物块都以V0= 6m/s的速度向右运动,弹簧处于原长, 质量为4kg的物块C静止在前方,如图。B与C碰撞后二 者粘在一起运动,在以后的运动中,当弹簧的弹性势能 达到最大为 J时,物块A的速度是 m/s。
会分析求解“三体二次作用过程”问题
A B C
会分析求解“三体二次作用过程”问题
A B C
必须弄清这二次相互作用过程的特点, 有哪几个物体参加?
会分析求解“三体二次作用过程”问题
A B C
必须弄清这二次相互作用过程的特点, 有哪几个物体参加? 是短暂作用过程还是持续作用过程? 各个过程遵守什么规律?
A
B
C
(1)设B、C发生短时作用后的共同速度为VBC, 则据动量守恒定律得:
mBV0 (mB mC )VBC
(1)
A
B
C
(1)设B、C发生短时作用后的共同速度为VBC, 则据动量守恒定律得:
mBV0 (mB mC )VBC
(1)
对于第二次B、C二物块作为一整体与A物块发生持续 作用,设发生持续作用后的共同速度为V共,则据动量 守恒定律和机械能守恒定律得:
车厢脱钩前、后外 力没有变化,外力 之和为零,系统动 量守恒:(取初速 度方向为正向)
f1 f2
v
F
f2
f1 V=0
v‘
M-m
F
m
Mv ( M m)v
总质量为M 的列车,在平直轨道上以速度v 匀速 行驶,尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩,设 机车的牵引力恒定不变,阻力与质量成正比,则 脱钩车厢停下时,列车前进的速度多大?
一颗质量为m、速度为v0 的子弹竖直向上射穿质 量为M 的木块后继续上升,子弹上升的最大高 度为H,木块上升的最大高度为多少? 子弹射穿木块的瞬间,G « F内
可以近似为系统动量守恒:
H
2gH v1
(1)
h
v ’1 v ’2
v0
2 gh v2
(2)
⑵ 合外力远小于内力 一颗质量为m、速度为v0 的子弹竖直向上射穿质 量为M 的木块后继续上升,子弹上升的最大高 度为H,木块上升的最大高度为多少? 子弹射穿木块的瞬间,G « F内 可以近似为系统动量守恒:
三、 应用动量守恒定律注意以下几点: (1) 注意适用条件, (2) 特别注意动量守恒定律的矢量性: 要规定正方向, 已知量跟规定正方向相同为正值,相反为负值 求出的未知量是正值,则跟规定正方向相同, 求出的未知量是负值,则跟规定正方向相反。
三、 应用动量守恒定律注意以下几点: (1) 注意适用条件, (2) 特别注意动量守恒定律的矢量性: 要规定正方向, 已知量跟规定正方向相同为正值,相反为负值 求出的未知量是正值,则跟规定正方向相同, 求出的未知量是负值,则跟规定正方向相反。 (3)注意参与相互作用的对象和过程
v0
⑵ 合外力远小于内力 一颗质量为m、速度为v0 的子弹竖直向上射穿质 量为M 的木块后继续上升,子弹上升的最大高 度为H,木块上升的最大高度为多少?
v ’1
v’2
v0
⑵ 合外力远小于内力 一颗质量为m、速度为v0 的子弹竖直向上射穿质 量为M 的木块后继续上升,子弹上升的最大高 度为H,木块上升的最大高度为多少? 子弹射穿木块的瞬间,G « F内
车厢脱钩前、后外 力没有变化,外力 之和为零,系统动 量守恒:(取初速 度方向为正向)
f1 f2
v
F
f2
f1 V=0
v‘
M-m
F
m
Mv ( M m)v
Mv v M m
⑵ 合外力远小于内力
⑵ 合外力远小于内力 一颗质量为m、速度为v0 的子弹竖直向上射穿质 量为M 的木块后继续上升,子弹上升的最大高 度为H,木块上升的最大高度为多少?
车厢脱钩前、后外 力没有变化,外力 之和为零,系统动 量守恒:(取初速 度方向为正向)
f1 f2
v
F
f2
f1 V=0
v‘
M-m
F
m
总质量为M 的列车,在平直轨道上以速度v 匀速 行驶,尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩,设 机车的牵引力恒定不变,阻力与质量成正比,则 脱钩车厢停下时,列车前进的速度多大?
m
v2
60
。
M
v1
v’
⑶ 系统在Σ FX = 0,则在该方向上动量守恒
一辆质量为M 的小车以速率v1 在光滑的水平面 上运动时,恰遇一质量为m ,速率为v2 物体以 。 俯角60 的速度方向落在车上并陷于车里的砂中, 求此后车的速度。
m
系统水平方向Σ FX = 0
水平方向动量守恒,取v1方向为正向
可以近似为系统动量守恒:
v ’1 v ’2
v0
⑵ 合外力远小于内力 一颗质量为m、速度为v0 的子弹竖直向上射穿质 量为M 的木块后继续上升,子弹上升的最大高 度为H,木块上升的最大高度为多少? 子弹射穿木块的瞬间,G « F内 可以近似为系统动量守恒:
H h
v ’1
v’2
v0
⑵ 合外力远小于内力
一、动量守恒定律:m1v1+m2v2 = m1v1' +m2v2 ' 动量守恒定律成立的条件: ⑴系统所受合外力为零; ⑵系统受合外力,但合外力远小于内力; ⑶系统在某一个方向上所受的合外力为零, 则该方向上动量守恒; ⑷全过程的某一阶段系统受的合外力为零, 则该阶段系统动量守恒。