新课标物理选修3-5《动量和动量守恒》知识点讲义

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高中物理动量动量守恒定律选修3-5优质ppt课件

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第二节 动量 动量守恒定律
阅读教材回答下列问题
在物理学中什么叫动量?它的单位是什么?你是怎 样理解动量这个概念?
一、动量
1、概念: 在物理学中,物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。
2、定义式: p= m v
3、单位:千克米每秒,符号是kg ·m/s 4、对动量的理解: (1)矢量性 运算遵循平行四边形定则 (2)瞬时性 是状态量。
③系统受外力,但内力远大于外力,也可认为系
统的动量守恒,如碰撞、爆炸等.
④系统受外力,但在某一方向上内力远大于外力,
也可认为在这一方向上系统的动量守恒.
(4)同时性:动量守恒定律中p1,p2,…必须是系 统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,p1′, p2′,…必须是系统中各物体在相互作用后同一 时刻的动量.
例1、一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平 向右运动,碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线 以6m/s的速度水平向左运动(如图),碰撞前后钢 球的动量各是多少?碰撞前后钢球的动量变化了多 少?
3.冲量:物体受到的力__与_这__个__力__的__作__用__时__间_的乘积叫做这 个力的冲量.单位为 N·s,是一个矢量,用符号 I 表示,即 I= Ft.冲量的方向就是力的方向. 4.动量定理:合外力的冲量等于系统的动量变化量.表 达式为 Ft=mvt-mv0.
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高中物理选修3-5知识点整理

高中物理选修3-5知识点整理

高中物理选修3-5知识点梳理一、动量 动量守恒定律1、动量:可以从两个侧面对动量进行定义或解释:①物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。

②动量是物体机械运动的一种量度。

动量的表达式P = mv 。

单位是s m kg .动量是矢量,其方向就是瞬时速度的方向。

因为速度是相对的,所以动量也是相对的。

2、动量守恒定律:当系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统的总动量守恒。

动量守恒定律根据实际情况有多种表达式,一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。

运用动量守恒定律要注意以下几个问题:①动量守恒定律一般是针对物体系的,对单个物体谈动量守恒没有意义。

②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等,系统在一个非常短的时间内,系统内部各物体相互作用力,远比它们所受到外界作用力大,就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。

③计算动量时要涉及速度,这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的,一般取地面为参照物。

④动量是矢量,因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和,而不是代数和。

⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。

有时虽然系统所受合外力不等于零,但只要在某一方面上的合外力分量为零,那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。

⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。

只要系统不受外力或所受的合外力为零,那么系统内部各物体的相互作用,不论是万有引力、弹力、摩擦力,还是电力、磁力,动量守恒定律都适用。

系统内部各物体相互作用时,不论具有相同或相反的运动方向;在相互作用时不论是否直接接触;在相互作用后不论是粘在一起,还是分裂成碎块,动量守恒定律也都适用。

3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。

动量与动能的比较:①动量是矢量, 动能是标量。

②动量是用来描述机械运动互相转移的物理量而动能往往用来描述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。

选修3-5《动量守恒定律》知识梳理

选修3-5《动量守恒定律》知识梳理

动量守恒定律一、 考情分析二、考点知识梳理 (一)、动量守恒定律1、内容:___________________________________________,即作用前的总动量与作用后的总动量相等.表达式为:_______________________用牛顿第三定律和动量定理推导动量守恒定律:如图14-2-1所示,在光滑水平桌面上有两个匀速运动的球,它们的质量分别是m 1和m 2,速度分别是v 1和v 2,而且v 1>v 2。

则它们的总动量(动量的矢量和)P =p 1+p 2=m 1v 1+m 2v 2。

经过一定时间m 1追上m 2,并与之发生碰撞,设碰后二者的速度分别为,1v 和,2v ,此时它们的动量的矢量和,即总动量'22'11'2'1'v m v m p p p +=+= 下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p 和p′有什么关系。

设碰撞过程中两球相互作用力分别是F 1和F 2,力的作用时间是t。

根据动量定理,m 1球受到的冲量是F 1t =m 1v′1-m 1v 1;m 2球受到的冲量是F 2t =m 2v′2-m 2v 2。

根据牛顿第三定律,F 1和F 2大小相等,方向相反,即F 1t =-F 2t 。

则有: m 1v′1-m 1v 1=-(m 2v′2-m 2v 2) 整理后可得:14-2-122112211v m v m v m v m '+'=+, p′=p 2、动量守恒定律适用的条件①系统____________或___________________. ②当内力__________外力时.③某一方向_____________或所受________________,或该方向上内力______________外力时,该方向的动量守恒.3、常见的表达式(1)P =P /(系统相互作用前的总动量P 等于相互作用后的总动量P /) (2)ΔP =0(系统总动量的增量为零)(3)ΔP 1=ΔP 2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量增量大小相等、方向相反)(4)m 1v 1+ m 2v 2= m 1v 1/+ m 2v 2/(相互作用的两个物体组成的系统,作用前系统的总动量等于作用后系统的总动量) (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。

高中物理 人教版选修3-5 第2课 动量和动量定理

高中物理 人教版选修3-5  第2课  动量和动量定理

第2课动量和动量定理备课堂教学目标:(一)知识与技能1. 理解动量的概念,知道动量的定义,知道动量是矢量。

2、理解冲量的概念,知道冲量的定义,知道冲量是矢量。

3、知道动量的变化也是矢量,会正确计算一维的动量变化。

4、理解动量定理,并能利用其解决实际问题。

(二)过程与方法1、计算力的冲量和物体的动量。

2、计算一维情况下动量的变化。

3、推导动量定理。

4、利用动量定理解决实际问题。

(三)情感态度与价值观培养学生的创造思维能力,建立正确的认识论的方法论。

重点:1、对冲量和动量概念的理解;2、动量变化的计算。

3、动量定理的理解和应用。

难点:1、动量变化的计算。

2、动量定理的理解和应用。

教学方法:1、通过举例、推导、归纳,讲解综合教法得到冲量和动量的概念。

2、通过例题的分析,使学生学会求解物体动量的变化。

3、通过理论推导、例题分析,使学生学会应用动量定理解决实际问题。

教学用具:录像资料、多媒体、课件讲法速递(一)引入新课:(请同学们观看录像片资料中的碰撞、爆炸、打击、反冲等问题)请同学们分析一下这几类问题有什么共同特点?学生回答后教师小结:同学们回答得很好。

这几类问题中物体间作用时间都很短,作用力很大,而且作用力随时间都在不断地变化,并且变化规律很难确定。

物理学家在研究这些问题时,引入了动量的概念研究了与动量有关的规律,确立了动量守恒定律。

这一节课我们就来学习第一节—动量和动量定理。

(出示课题)板书:第2节 动量和动量定理 (二)进行新课: 动量1.运动物体质量和速度的乘积叫动量。

即P=mv 。

2.式中的速度是瞬时速度,故动量是一个状态量,动量大小与动能的关系是k 2mE 2P 。

3.动量是矢量:物体动量的方向与物体的瞬时速度方向相同,动量的运算遵循平行四边形定则,如果物体的运动变化前后的动量都在同一直线上。

那么选定正方向后,动量的方向可以用正、负号表示,动量的运算就简化为代数运算了。

4.动量是相对量:由于物体运动的速度与参考系的选择有关,所以物体的动量也跟参考系的选择有关。

高中物理选修3-5知识点整理

高中物理选修3-5知识点整理

高中物理选修3-5知识点梳理一、动量 动量守恒定律1.动量:表达式p = mv 。

单位是s m kg ⋅.动量是矢量,其方向就是瞬时速度的方向。

2.动量守恒定律:当系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统的总动量守恒。

其数学表达式为11221122m v m v m v m v ''+=+二、弹性碰撞和非弹性碰撞碰撞:相互运动的物体相遇,在极短的时间内,通过相互作用,运动状态发生显著变化的过程叫碰撞。

(1)完全弹性碰撞:在弹性力的作用下,系统内只发生机械能的转移,无机械能的损失,称完全弹性碰撞。

(2)非弹性碰撞:非弹性碰撞:在非弹性力的作用下,部分机械能转化为物体的内能,机械能有了损失,称非弹性碰撞。

(3)完全非弹性碰撞:在完全非弹性力的作用下,机械能损失最大(转化为内能等),称完全非弹性碰撞。

碰撞物体粘合在一起,具有相同的速度。

三、黑体和黑体辐射 1.热辐射现象任何..物体在任何..温度下都要发射各种波长的电磁波,并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。

2.黑体是指在任何温度下,全部吸收任何波长的辐射的物体。

3.实验规律:(1)随着温度的升高,黑体的辐射强度都有增加; (2)随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动。

四、光电效应1.光电效应的实验规律:①任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大。

③大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数的多少),与入射光强度成正比。

④ 金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9秒。

2.光子说⑴量子论:1900年德国物理学家普朗克提出:电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的,每一份电磁波的能量νεh =.⑵光子论:1905年爱因斯坦提出:空间传播的光也是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比。

高中物理选修3-5知识点总结

高中物理选修3-5知识点总结

高二(3233)班选修3-5总结一,动量定理的理解与应用1.容易混淆的几个物理量的区别(1)动量与冲量的区别:即等效代换为变力的冲量I。

(2)应用Δp=F·t求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。

曲线运动中物体速度方向时刻在改变,求动量变化Δp=p′-p需要应用矢量运算方法,比较复杂。

如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换动量的变化。

(3)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,分析力与作用时间的关系;另一类是作用力一定,分析力作用时间与动量变化间的关系。

分析问题时,要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚。

(4)处理连续流体问题(变质量问题)。

通常选取流体为研究对象,对流体应用动量定理列式求解。

3.应用动量定理解题的步骤(1)选取研究对象。

(2)确定所研究的物理过程及其始、末状态。

(3)分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况。

(4)规定正方向,根据动量定理列方程式。

(5)解方程,统一单位,求解结果。

4.动量守恒定律与机械能守恒定律的比较①一般材料的物体,辐射的电磁波除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关. ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关. a .随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加.b .随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.4.★★★普朗克能量子:带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.能量子的大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h 称为普朗克常量.爱因斯坦光子说:空间传播的光本身就是一份一份的,每一份能量子叫做一个光子.光子的能量为ε=hν。

二、光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率.(2)光电流的强度与入射光的强度成正比.(3)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的.(4)光子的最大初动能与入射光的强度无关,随入射光的频率增大而增大. 理解:(1)光照强度(单色光)光子数光电子数饱和光电流 (2)光子频率ν光子能量ε=hν爱因斯坦光电效应方程(密立根验证)E k =hν-W 0遏制电压U c e=E k三、光的波粒二象性与物质波光电效应是指物体在光的照射下发射出电子的现象,发射出的电子称为光电子。

高中物理选修3-5动量定理-教材分析

高中物理选修3-5动量定理-教材分析

《动量和动量定理》是高中物理新课标教材,选修3-5中,第十六章第二节的内容,是第一节《探究碰撞中的不变量》的延续,也为学习第三节《动量守恒定律》奠定了基础,在知识内容上有承前启后的作用。

《动量和动量定理》为解决力学中的打击、碰撞等问题开辟了新的途径,是牛顿力学的进一步拓展,又为后面章节微观粒子的运动学分析做出良好的铺垫。

它侧重于力在时间上的累积效果,为解决力学问题开辟了新途径,尤其是打击和碰撞类的问题。

同时《动量定理》的知识与人们的日常生产、生活有着密切的联系,学生可以利用简单器材设计有趣的实验来亲身体会与其有关的现象,所以能够激发学生的学习兴趣和探究热情,这对培养学生的学习动机也有非常重要的作用。

高考必刷题系列物理狂K重点——高二物理选修选修3-5 知识讲解(共37页)

高考必刷题系列物理狂K重点——高二物理选修选修3-5 知识讲解(共37页)

第一学习单元 动量1.动量 冲量 动量定理K 知识深层理解1、动量和冲量 (1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫动量,即p mv =.动量是矢量,方向与速度的方向相同.两个动量相同一定是大小相等,方向一致.(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫力的冲量,即I Ft =.冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定.2、动量定理(1)内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)表达式:Ft p p '=-或Ft mv mv '=-.理解1 什么是动量?为什么要学习动量?物体的质量m 与速度v 的乘积叫物体的动量,用p 表示,表达式是p mv =.因为公式中的v 悬物体的瞬时速度,示以动量具有矢量性,方向与瞬时速度的方向相同.动量是一个状态量,是针对某一时刻而言的,计算物体的动量时应取某一时刻的瞬时速度;动量具有相对性,大小与参考系的选取有关,通常动量是相对地面而言的.相对于速度,动量在描述物体的运动方面更进一步,更能体现物体运动的作用效果.物体动量的变化率pt∆∆等于它所受的力,这是牛顿第二定律的另一种表达形式.理解2 如何理解冲量?1.冲量描述的是力F 对作用时间t 的累积效果.力越大,作用时间越长,冲量就越大,由I Ft =可知冲量大小由力F 和作用时间t 共同决定,讲冲量必须明确是哪个力在哪段时间内对哪个物体的冲量.2.冲量与功的区别(1)冲量是矢量,功是标量.(2)由I Ft =可知,有力作用,这个力一定会有冲量,因为时间t 不可能为零.但是由功的定义式cos W Fs α=可知,有力作用,这个力却不一定做功.【注意】一对相互作用力的冲量和一定为零,一对相互作用力做功的代数和不一定为零.理解3 动量与动能的区别动量是矢量,动能是标量.动量的改变由合外力的冲量决定,而动能的改变由合外力所做的功来决定.动量和动能都是相对量,均与参考系的选取有关.当物体的速度大小不变,方向变化时,动量一定改变,动能却不变,如匀速圆周运动.理解4 理解动量定理1.物体所受的合外力的冲量等于它的动量的变化量,表达式:Ft p p '=-或Ft mv mv '=-.印象笔记◀◀冲量是力在时间上的积累,而功是力在空间上的积累.这两种积累作用可以在“F t -”图像和“F s -” 图像中用面积表示.变力的F t -图像 ◀我们在分析问题时经常会遇到动量与动能相结合的问题,要注意动量与动能间的关系:22kp mE =或2k mE ρ=.2.根据得F ma =,得v v p p F mt t ''--==∆∆,即pF t∆=∆,这是牛顿第二定律的另一种表达形式:作用力F 等于物体动量的变化率pt∆∆. 3.动量定理反映了物体所受冲量与其动量变化量两个矢量间的关系,式子中的“=”的含义包括大小相等和方向相同(注意I 与初、末动量无必然联系).式子中的F t ∆应是总冲量,它可以是合力的冲量,也可以是各力冲量的矢量和,还可以是外力在不同阶段冲量的矢量和. K 应试拓展注意 拓展1 动量变化量的计算2121p p p mv mv ∆=-=-若物体的运动始终保持在一条直线上,选定一个正方向,动量、动量的变化量用带正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正、负号仅表示方向,不表示大小).若物体运动的初、末状态不在一条直线上,动量的变化量p ∆的大小和方向可以按平行四边形定则求得,也可以由三角形定则来计算,如图所示.拓展2 冲量的计算方法冲量的计算一般有以下三种方法:(1)公式法:合外力的冲量可由I F t =∆求出,也可以由各个外力的冲量的矢量和求出.公式中t ∆是力作用的时间,F 必须是恒力(可以是某一个恒力,也可以是恒定的合力),若F 不是恒力,则除随时间均匀变化的力可通过取平均值计算以外,一般不能用此式表达.(2)图像法:若已知力随时间的变化图线,则力的冲量的大小为此图线与时间轴所围的“面积”,如图所示.(3)动量定理法:根据物体运动状态的变化,利用动量定理求出合外力的冲量.冲量的运算服从平行四边形定则,合冲量等于各外力的冲量的矢量和.若整个过程中,不同阶段受力不同,则合冲量为各阶段冲量的矢量和.例如:一质量为m 的质点在水平面内以速度v 做匀速圆周运动,如图,质点从位置A 开始,经12圆周到B 位置,质点所受合力的冲量是多少?分析:质点做匀速圆周运动,它所受的合外力提供向心力,印象笔记◀动量变化的大小与动量大小无关,这类似于v ∆与v 的关系.动量变化的正负不表示动量变化的大小,只表示动量变化的方向,动量变化的大小只能通过其绝对值的大小来判断.◀矢量运算遵从平行四边形定则或三角形定则.合力是一个大小不变、方向不断变化的力,由F t p ∆=∆可知p ∆以B v 方向为正方向,因为,A B v v v v =-=,则2B A p mv mv mv ∆=-=,合力的冲量与B v 同向.拓展3 应用动量定理分析实际问题常用动量定理解释的两类现象1.物体的动量变化量p ∆一定,由动量定理Ft p =∆可知,若力的作用时间F 越短,则作用力F 越大,因此在需要增大作用力时,可尽量缩短力的作用时间,如打击、碰撞等过程;若力的作用时间越长,则作用力F 就越小,因此在需要减小作用力时,可设法延长力的作用时间,如利用软垫、弹簧的缓冲作用来延长力的作用时间.2.作用力F 一定,由动量定理Ft p =∆可知,力的作用时间越长,动量的变化量就越大,力的作用时间越短,动量的变化量就越小.例1 玻璃杯从同一高度自由落下,落到硬水泥地面上易碎,而落到松软的地毯上不易碎.这是为什么?【分析】玻璃杯易碎与否取决于落地时与地面间相互作用力的大小.因为玻璃杯是从同一高 度落下,故动量变化量相同.但玻璃杯与地毯的作用时间远比与硬水泥地面的作用时间长,所以地毯对玻璃杯的作用力远比硬水泥地面对玻璃杯的小.所以玻璃杯从同一高度自由落下,落到硬水泥地面上易碎,而落到松软的地毯上不易碎.定量计算某过程中合外力的冲量或动量变化量根据动量定理,I p p I =∆∆−−−→合合,p F tF t I p ∆=⋅⋅−−−−→=∆合合合受恒力. 例2 质量为m 的重锤,以速度v 竖直打在木粧上,已知重锤对木粧的作用时间为t ,现在需要求出重锤对木粧的平均作用力. 【分析】取竖直向上为正方向,设木桩对重锤的平均作用力为F ,由动量定理得()()0F mg t mv -=--,整理得mvF mg t=+,由牛顿第三定律知,重链对木桩的平均作用力大小为mv mg t +,方向竖直向下.由mv F mg t=+知作用时间越短,F 越大,mg 可忽略. 2.动量守恒定律及其应月K 知识深层理解动量守恒定律(1)内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变.(2)表达式:11221122m v m v m v m v ''+=+. (3)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,如碰撞问题印象笔记◀应用动量定理解题比应用牛顿第二定律更加直接、更加简单.动量定理尤其适合用来解决作用时间短、而力的变化又十分复杂的问题,如冲击、碰撞、反冲运动等.应用时只需知道运动物体的始末状态,无须深究其中间过程的细节.只要动量的变化具有确定的值,就可以用动量定理求冲力或平均冲力,而这是用牛顿第二定律很难解决的.中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比相互作用的内力小得多,可以忽略不计.③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的动量守恒.理解1 动量守恒定律的推导动量守恒并不是只有碰撞前和碰撞后两个时刻动量相等,而是系统的动量在整个过程中一直保持不变,任意两个时刻的动量都相等.在推导过程中要注意F、a、v等各量均为矢量.设两小球质量分别为1m、2m,碰撞前速度分别为1v、2v,碰撞后速度分别为1v'、2v'.根据动量定理可得对小球1m,有11111F t m v m v'∆=-,对小球2m,有22222F t m v m v'∆=-,两小球在碰撞过程中,有12F t F t∆=-∆,可得()11112222m v m v m v m v''-=--,整理可得11221212m v m v m v m v''+=+.结论:两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和.理解2 你是怎样认识系统“总动量保持不变”的?动量守恒定律有三种表达式1.11221212m v m v m v m v''+=+,表示作用前后系统的总动量相等.2.12p p∆+∆=(或0p∆=),表示相互作用的物体系统总动量增量为零.3.12p p∆=-∆,表示两物体动量的增量大小相等,方向相反.理解时注意以下几点1.系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等,不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等.2.系统的总动量保持不变,但系统内每个物体的动量可能都在不断变化.3.系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和,总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变.【注意】应用动量守恒定律时,要注意1p、2p……必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,1p'、2p'……必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量.理解3 动量守恒定律成立的条件1.系统不受外力作用.这是一种理想化的情形,如宇宙中两星球的碰撞、微观粒子间的碰撞都可视为这种情形.2.系统虽然受到了外力的作用,但所受外力的和为零.如光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形,两物体所受的重力和支持力的合力为零.印象笔记◀动量守恒定律由牛顿运动定律和运动学公式推导出来,请参考教材或自己尝试推导.◀正确区分内力与外力:内力是系统中各物体之间的相互作用力.外力是系统外的物体对系统内的物体的作用力.内力和外力与系统的划分有关.例如甲、乙、丙三个物体之间均有相互作用,如果以三个物体为系统,则甲、乙、丙相互之间的作用力均为内力;如果以甲、乙两个物体为系统,则甲、乙间的相互作用力为内力,丙对甲的作用力为外力.如图所示.3.系统所受的外力远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒.如拋出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间,弹片所受火药爆炸的内力远大于外力,外力完全可以忽略不计,动量近似守恒.4.系统所受的合外力不为零,即0F ≠外,但在某一方向上合外力为零(0x F =或0y F =),则系 统在该方向上动量守恒.5.系统受外力,但在某一方向上内力远大于外力,也可认为在这一方向上系统的动量近似守恒. 例(多选)如图所示,A 、B 两物体的质量A B m m >,中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧,放在平板小车C 上后,A 、B 、C 均处于静止状态.若地面光滑,则在细绳被剪断后,A 、B 从C 上滑离之前,A 、B 沿相反方向滑动过程中( )A.若A 、B 与C 之间的摩擦力大小相等,则组成的系统动量守恒组成的系统动量也守恒B.若A 、B 与C 之间的摩擦力大小不相等,则组成的系统动量不守恒组成的系统动量也不守恒C.若A 、B 与C 之间的摩擦力大小不相等,则>1^组成的系统动量不守恒,但组成的系统动量守恒D.以上说法均不对【解析】本题是对动量守恒定律成立条件的考查.解题的关键是明确研究对象(系统)及相互作用的过程,正确区分内力和外力.当A 、B 两物体组成一个系统时,弹簧的弹力为内力,而A 、B 与C 之间的摩擦力为外力.当A 、B 与C 之间的摩擦力等大反向时,A 、B 组成的系统所受外力之和为零,动量守恒;当A 、B 与C 之间的摩擦力大小不相等时,A 、B 组成的系统所受外力之和不为零,动量不守恒.而对于A 、B 、C 组成的系统,由于弹簧的弹力,A 、B 与C 之间的摩擦力均为内力,故不论A 、B 与C 之间的摩擦力的大小是否相等,A 、B 、C 组成的系统所受外力之和均为零,故系统的动量守恒.【答案】ACK 应试拓展注意拓展1 动量守恒定律的应用 应用动量守恒定律解题的一般步骤: (1)确定以相互作用的系统为研究对象; (2)分析研究对象所受的外力; (3)判断系统是否符合动量守恒条件;(4)规定正方向,确定初、末状态动量的正、负号; (5)根据动量守恒定律列式求解.动量守恒定律不需要考虑中间过程,只要符合守恒的条件,就只需要考虑它们的初、末状态我们结合实例分析.印象笔记◀如果给出两个物体的运动图像,要求判断物体碰撞前后动量是否守恒,注意分析图像的分界点,这是物体运动状态发生变化的转折点,例如图中2s t =时就是物体碰撞的发生时刻.例 如图所示,带有半径为的14光滑圆弧轨道的小车的质量为M ,小车置于光滑水平面上,一质量为m 的小球从圆弧轨道的顶端由静止释放,则球离开小车时,球和车的速度分别为多少?(重力加速度为g )【解析】球和车组成的系统虽然总动量不守恒,但因水平面光滑,系统在水平方向不受外力,故系统在水平方向动量守恒.又因圆弧轨道光滑,小球滚下时系统的机械能无损失,所以可由水平方向动量守恒结合机械能守恒求解.设球、车分离时,球的速度为1v ,方向向左,车的速度为2v ,方向向右,则120mv Mv -=,22121122mgR mv Mv =+,解得1v =2v =【点评】动量守恒定律具有矢量性,哪个方向上的合外力为零,则哪个方向上的动量就守恒.本题中小车和小球组成的系统在竖直方向上受到的重力和支持力不平衡,故系统在竖直方向上动量不守恒,但是可以判断出小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒,这是解答本题的关键.拓展2 应用动量守恒解决多物体多过程问题系统的动量守恒不是系统内每个物体的动量始终不变,而是系统内所有物体动量的矢量和不变,而且每个物体的动量都是相对同一参考系而言的.因此,根据题目的要求,要善于应用整体动量守恒,巧妙选取研究系统,合理选取相互作用过程来研究,问题就会迎刃而解.例 如图所示,两块厚度相同的木块A 、B ,紧靠着放在光滑的水平桌面上,其质量分别为2.00kg 、0.90kg ,它们的下表面光滑,上表面粗糙.另有质量为0.10kg 的铅块C (大小可以忽略)以10m /s 的速度恰好水平地滑到A 的上表面,由于摩擦,铅块C 最后停在木块B 上,此时B 、C 的共同速度0.5m /s v = .求木块A 的最终速度大小和铅块C 刚滑到B 上时的速度大小.【解析】铅块C 在A 上滑行时,木块A 、B 一起向右运动,设铅块C 刚离开A 时C 的速度为Cv ',A 和B 的共同速度为A v . 在铅块C 滑过A 的过程中,A 、B 、C 所组成的系统动量守恒,有印象笔记◀运用动量守恒定律时更注重初、末状态的动量是否守恒,而不太注重中间状态的具体细节,因此遇到物体组的问题,优先考虑是否满足动量守恒的条件 .很大,且远大于系统受到的外力,故可用动量守恒定律来处理.(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能在爆炸后会增加;在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,故可以把作用过程看成一个理想化过程简化处理.即作用后仍在作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.理解1 碰鐘过程的特点分析1.系统的内力远大于外力,所以系统即使所受合外力不为零,外力也可以忽略,系统的总动量守恒.例如两个小球的撞击、子弹射入木块、系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉直、铁锤打击钉子、列车车厢的挂接、中子轰击原子核等均可视为碰撞问题.在碰撞过程中,相互作用的时间很短,相互作用力先是急剧增大,然后急剧减小,平均作用力很大.2.位移特点:碰撞过程是在一瞬间发生的,时间极短,在物体发生碰撞的瞬间,物体的位移可忽略,认为物体在碰撞前后处在同一位置.3.能量特点:碰撞前总动能k E 与碰撞后总动能kE '满足k k E E '≥. 4.速度特点:碰后必须保证不穿透对方. 理解2 对弹性碰撞与非弹性碰撞的理解1.弹性碰撞是指碰撞过程中机械能守恒,弹性碰撞的特点是动量守恒,机械能守恒.举例:通常情况下的钢球、玻璃球等坚硬物体之间的碰撞及分子、原子等之间的碰撞皆可视为弹性碰撞.2.非弹性碰撞过程中动量守恒,机械能有损失.其中,碰撞后合为一体或碰后具有共同速度的这种碰撞动能损失最大,这样的碰撞称为完全非弹性碰撞.K 应试拓展注意拓展1 碰撞问题的可能性分析1.动量守恒,即1212p p p p ''+=+. 2.动能不增加,即k1k2k1k2E E E E ''+≥+或2222121212122222p p p p m m m m ''+≥+.3.速度要合理.(1)碰前,两物体同向,且v v >后前;碰后,原来在前的物体速度一定增大,且v v ''≥后前. (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.例 质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上均向右沿同一直线运动,A 球的动量为9kg m /s A p =⋅,球的动量为3kg m /s B p =⋅,当A 球追上B 球时发生碰撞,则碰后A 、B 两球的动量可能值是( )A.6kg m /s,6kg m /s A B p p ''=⋅=⋅B.8kg m /s,4kg m /s A B p p ''=⋅=⋅C.2kg m /s,14kg m /s A B p p ''=-⋅=⋅D.4kg m /s,17kg m /s A B p p ''=⋅=⋅【解析】以A 、B 为系统,系统所受合外力为零,A 、B 组成的系统动量守恒,即9kg m /s 3kg m /s 12kg m /s A B A B p p p p ''+=+⋅+⋅=⋅=,故D 项错误.A 、B 碰撞前的动能应不小于碰撞后的动能,即kA kB kAkB E E E E ''+≥+,有印象笔记◀.绚丽的烟花◀物体发生爆炸时,动量守恒,但k k E E '<,因为有化学能转化为动能.2222A B kAkB 81990(kg m /s)(kg m /s)2222p p E E m m m m ++=+=⋅=⋅,2222AB kA kB p p E E m m ''''++= .将A 、B 、C 三项代入可得C 项错误.A 、B 选项表明碰撞后两球的动量均为正值,即碰后两球沿同一方向运动,后面A 球的速度应不大于B 球的速度,即A B v v ''≤,故B 项错误.所以该题的正确选项为A.【答案】A拓展2 弹性碰撞的规律以质量为1m 、速度为1v 的小球与质量为2m 的静止小球发生正面弹性碰撞为例,弹性碰撞应满足动量守恒和机械能守恒,则有111122m v m v m v ''=+ ① 222111122111222m v m v m v ''=+②由①②得()121111212122,m m v m v v v m m m m -''==++.()11220v v v v ''+==, 1122v v v v ''+=+,弹性碰撞的二级公式,可用于快速计算. 结论:(1)当12m m =时,1210,v v v ''==,两球碰撞后交换了速度. (2)当12m m >时,120,0v v ''>>,碰撞后两球都向1v 的方向运动. 若12m m ?,这时1211211121,,,2m m m m m m v v v v ''-≈+≈==,表示1m 的速度不变,2m 以12v 的速度向1v 的方向运动,如铅球碰乒乓球. (3)当12m m <时,120,0v v ''<>,碰撞后质量小的球被反弹回来. 若12m m =,这时121112121221,0,,0m m m v v v m m m m -''≈-≈=-=++,表示1m 被反向以原速率弹回,而2m 仍静止,如乒乓球碰静止的铅球或物体碰墙后以同样大小的速度返回. 拓展3 碰撞模型拓展碰撞的特点是动量守恒,动能不增加.相互作用的两个物体在很多情况下都可当成碰撞模型处理.对相互作用中两物体相距“最近”“最远”或“恰上升到最高点”等一类临界问题,求解的关键都是“速度相等”.具体分析如下:1.如图甲所示,光滑水平面上的A 物体以速度0v 去撞击静止且一端带有轻弹簧的B 物体,A 、B 两物体相距最近时,两物体速度必相等,此时弹簧最短,其压缩量最大. 2.如图乙所示,物体A 以速度0v 滑上静止在光滑水平面上的小车B ,当A 在B 上滑行的距离最大时,A 、B 相对静止,A 、B 的速度必相等.印象笔记◀五个完全相同的金属球沿直线排列并彼此邻接,把最左端的小球拉高释放,撞击后发现最右端的小球摆高,而其余四球不动,这是由于小球发生了弹性碰撞,碰撞中的动量和动能都守恒,发生了速度、动能的“传递”.◀爆炸和碰撞的区别主要表现在能量的转化上.在碰撞过程中,系统的总动能不会增加.在爆炸过程中,有其他形式的能(如化学能)转化为动能,爆炸后系统的总动能会增加.◀(1)在图甲中,若弹簧恢复原长,弹性势能又全部转化成动能,全过程系统没有动能的损失,可以看成弹性碰撞.(2)在图丙中,若小球回到水平面上,重力势能又全部转化成动能,全过程系统没有动能的损失,可以看成弹性碰撞.以上两种情况满足关系式:222012111222mv mv Mv =+, 可以求出作用后的速度10m M v v m M -=+,202mv v m M=+3.如图丙所示,质量为M 的滑块静止在光滑水平面上,滑块的光滑弧面底部与水平面相切.一个质量为m 的小球以速度0v 向滑块滚来,设小球不能越过滑块,则小球到达滑块的最高点时(小球的竖直速度为零),两物体的速度一定相等(方向水平向右).总结:以上三种类型都可以看成完全非弹性碰撞.在作用过程中,动能损失最大,系统损失的3能分别转化为弹性势能、内能和重力势能.满足关系式:0()mv m M v =+共,22200 11()222()mM E mv m M v v m M ∆=-+=+共. 4.反冲运动 火箭K 知识深层理解反冲现象反冲现象是指一个静止的物体在内力作用下分裂为两个部分,一部分物体向某个方向运动,另一部分物体必然向相反的方向运动的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.在反冲现象里,系统的动量是守恒的.理解1 反冲运动的特点及遵循的规律反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果.如射击时枪身的后坐、发射炮弹时炮身的后退、火箭因喷气而发射升空等都是典型的反冲运动.反冲运动是系统内力作用的结果,虽然有时系统所受的合外力不为零,但由于系统内力远大于外力,所以系统的总动量是守恒的.在反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的总动能增加.在反冲运动中,系统在某个方向上满足动量守恒,则有11220m v m v -=,故2121m v v m =.物体在这一方向上有速度,产生位移,则位移同样满足2121ms s m =,它们之间的相对位移12ss s =+相对.理解2 如何提高火箭的发射速度火箭是利用反冲现象工作的,燃料燃烧,高速向后喷出气体,箭体获得向前的速度,随着不断喷出气体而加速.设火箭相对于地面以速度大小u 喷出质量为m ∆的气体,剩余箭体的质量为m ,开始时静止,火箭获得的速度大小为v ∆,由动量守恒定律得0m v mu ∆-∆=,解得muv m∆∆=. 根据mu v m ∆∆=可知,火箭性能的参数与喷气速度u 和mm∆有关,而0m m m ∆=-(0m 为火箭喷气之前的质量),01m v u m ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭,所以若想使火箭获得较大的速度,则需要:(1)增大喷出燃气的速度u ;(2)增大火箭喷气前后的质量比.K 应试拓展注意印象笔记◀火箭◀反冲运动的一般解题思路:确定研究对象→确定各部分质量及初、末状态→由动量守恒定律列式求解. 注意:解题的过程中一定要注意速度的相对性及质量发生变化的问题.拓展1 “人船模型”的处理方法 “人船模型”问题的特征两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒.在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的问题归为“人船模型”问题.处理“人船模型”问题的关键利用动量守恒,确定两物体的速度关系,再确定两物体通过的位移关系. 由于动量守恒,所以任一时刻系统的总动量为零,动量守恒表达式可写成1122m v m v =(1v 、2v 为两物体的瞬时速率),表明任意时刻的瞬时速率都与物体的质量成反比,所以全过程的平均速度也与质量成反比.进而可得两物体的位移大小与物体的质量成反比,即1221x m x m =. 解题时要画出各物体的位移关系草图,找出各位移之间的关系.例 如图所示,长为L 、质量为M 的船停在静水中,一个质量为m 的人(可视为质点)站在船头,在人从船头走到船尾的过程中,船与人相对地的位移大小分别为多少?(忽略水对船的阻力)【解析】选人和船为一系统,由于系统在水平方向上不受外力作用,所以系统在水平方向上动量守恒.设某一时刻人的对地速度为v ,船的速度大小为v ',选人的运动方向为正方向,由动量守恒定律得0mv Mv '-=.在人与船相互作用的过程中,上式始终成立,不难想到,船的运动受人运动的制约,当人加速运动时,船也加速运动;当人匀速运动时,船也匀速运动;当人停止运动时,船也停止运动.设人从船头到船尾的过程中,人的对地位移大小为1x ,船的对地位移大小为2x ,则12x vx v =',又从图可见12x x L +=,联立解得1M x L M m =+,2mx L M m =+. 【答案】M L M m + mL M m+ 【点评】在人船模型中,易把人的位移误认为是相对船的位移. 拓展2 解决反冲运动应注意的问题1.反冲运动问题中,题目中给出的速度可能是相互作用的两物体的相对速度,因此应先将相对速度转换成对地的速度,再列动量守恒定律方程.2.在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动,如在火箭的运动过程中,随着燃料的消耗,火箭本身的质量不断减小,此时必须取火箭本身和在相互作用的短印象笔记◀“人船模型”适用条件 (1)系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量守恒.(2)在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒,注意两物体的位移是相对同一参考系而言的. ◀2112cos m x L m m θ=+1212cos m x L m m θ=+2112m x Rm m =+1212m x Rm m =+2112m x l m m =+1212m x l m m =+。

选修3-5:16.3动量守恒定律

选修3-5:16.3动量守恒定律

选修3-5:16.3动量守恒定律第十六章动量守恒定律3动量守恒定律知识回顾1.动量定理内容:合外力的冲量等于物体动量的变化量2.动量定理表达式:I=p‘–pF合t=mv′–mv学习目标1.相互作用的两个或多个物体组成的整体叫系统,系统内部物体间的力叫内力.2.系统以外的物体施加的力,叫外力.3.如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变.情境一1、你站在车里推车,车会不会动?情境二2、假如你置身于一望无际的冰面上,冰面绝对光滑,你能想出脱身的办法吗?一、系统内力和外力F2f1F1m1m2f1f系统:有相互作用的物体构成一个系统内力:系统中相互作用的各物体之间的相互作用力外力:外部其他物体对系统的作用力理论推理在光滑水平面上做匀速运动的A、B两个小球,质量分别为m1和m2,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1、v2,且v1>v2,经过一段时间后,A追上了B,两球发生碰撞,碰撞后的速度分别为v1′和v2′.m1m2m1′m2′v1v2v1′v2′ABAB前后v1v2v1′v2′F1F2AA BBABF1=–F2在碰撞过程中,由牛顿第三定律知:∴m1a1=-m2a2∴v1v2v1′v2′F1F2AABBAB即:∴故p总=p''总(v1>v2)m1m2m1′m2′v1v2v1′v2′前后解:取向右为正方向p总=p1+p2=m1v1+m2v2碰撞之前总动量:p′总=p1′+p2′=m1v1′+m2v2′碰撞之后总动量:动量守恒定律:1.内容:一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变.2.公式:p=p′3.守恒条件为:①系统不受外力或所受外力的矢量和为零(严格条件)②F内远大于F外(近似条件)③某方向上外力的矢量和为零,在这个方向上成立.4.适用对象:(1)正碰、斜碰和任何形式的相互作用(2)由两个或者多个物体组成的系统(3)高速运动或低速运动的物体(4)宏观物体或微观物体动量守恒定律是一个独立的实验定律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域.5.动量守恒定律的常用表达式(1)p=p′或m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(系统作用前的总动量等于作用后的总动量).(2)Δp1=-Δp2或m1Δv1=-m2Δv2(系统内一个物体的动量变化与另一物体的动量变化等大反向).(3)Δp=0(系统总动量的变化量为零).6.动量守恒定律的“五性”(1)矢量性:定律的表达式是一个矢量式,其矢量性表现在:①系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等,而且方向也相同.②在求初、末状态系统的总动量p=p1+p2+…和p′=p1′+p2′+…时,要按矢量运算法则计算.如果各物体动量的方向在同一直线上,要选取一正方向,将矢量运算转化为代数运算.计算时切不可丢掉表示方向的正、负号.(2)相对性:动量守恒定律中,系统中各物体在相互作用前后的动量,必须相对于同一惯性系,各物体的速度通常均为对地的速度.(3)条件性:动量守恒定律是有条件的,应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件.①系统不受外力或所受外力的矢量和为零,系统的动量守恒.②系统受外力,但在某一方向上合外力为零,则系统在这一方向上动量守恒.③系统受外力,但内力远大于外力,也可认为系统的动量守恒,如碰撞、爆炸等.④系统受外力,但在某一方向上内力远大于外力,也可认为在这一方向上系统的动量守恒.应用动量守恒定律的解题步骤(1)确定相互作用的系统为研究对象.(2)分析研究对象所受的外力.(3)判断系统是否符合动量守恒条件.(4)规定正方向,确定初、末状态动量的正、负号.(5)根据动量守恒定律列式求解.思考分析两小车在运动过程中,相互排斥的磁力属于内力,整个系统的外力即重力和支持力的和为零,所以系统动量守恒.系统所受的外力有:重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持力,三者之和不为零,所以系统动量不守恒.课堂练习1.一人静止于光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列方法中可行的是()A.向后踢腿B.手臂向后摔C.在冰面上滚动D.脱下外衣水平抛出D1.(多选)两位同学穿旱冰鞋,面对面站立不动,互推后向相反的方向运动,不计摩擦阻力,下列判断正确的是()A.互推后两位同学总动量增加B.互推后两位同学动量大小相等,方向相反C.分离时质量大的同学的速度大一些D.分离时质量大的同学的速度小一些解析:互推后两位同学动量大小相等,方向相反,并且两位同学的总动量为0,故A错误,B正确;根据动量守恒定律有:0=m1v1+m2v2,则分离时质量大的同学的速度小一些,故C错误,D 正确.答案:BD3.甲、乙两船静止在湖面上,总质量分别是m1、m2,两船相距x,甲船上的人通过绳子用力F拉乙船,若水对两船的阻力大小均为Ff,且Ff<F,则在两船相向运动的过程中()A.甲船的动量守恒B.乙船的动量守恒C.甲、乙两船的总动量守恒D.甲、乙两船的总动量不守恒解析:两船竖直方向上所受的重力和浮力平衡,合力为零.水平方向上,由于Ff小均为Ff,所以系统的合外力为零,总动量守恒,故C正确,D错误.答案:C3.质量为m的人随平板车一起以共同速度v在水平面上匀速前进,当此人相对于平板车竖直跳起至落回原起跳位置的过程中,平板车的速度()A.保持不变B.变大C.变小 D.先变大后变小A解析:人与平板车组成的系统在水平方向上动量守恒,A项正确.典例4:如图所示,木板A质量mA=1kg,足够长的木板B质量mB=4kg,质量为mC=1kg的木块C置于木板B上,水平面光滑,B、C 之间有摩擦,开始时B、C均静止,现使A以v0=12m/s的初速度向右运动,与B碰撞后以4m/s速度弹回.求:(1)B运动过程中的最大速度大小.(2)C运动过程中的最大速度大小.【解析】(1)A与B碰后瞬间,C的运动状态未变,B速度最大.由A、B系统动量守恒(取向右为正方向)有:mAv0+0=-mAvA+mBvB代入数据得:vB=4m/s.(2)B与C相互作用使B减速、C加速,由于B板足够长,所以B和C能达到相同速度,二者共速后,C速度最大,由B、C系统动量守恒,有mBvB+0=(mB+mC)vC代入数据得:vC=3.2m/s 【答案】(1)4m/s(2)3.2m/s典型2:如图所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的质量共为M=30kg,乙和他的冰车总质量也是30kg,游戏时,甲推着一个质量为m=15kg的箱子,和他一起以大小为v0=2.0m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.提示本题从动量守恒定律的应用角度看并不难,但需对两个物体的运动关系分析清楚(乙和箱子、甲的运动关系如何,才能不相撞).这就需要我们要将“不相撞”的实际要求转化为物理条件,即:甲、乙可以同方向运动,但只要乙的速度不小于甲的速度,就不可能相撞.【解析】如图所示,在甲推出箱子的过程中,甲和箱子组成的系统动量守恒.乙接到箱子并和乙一起运动的过程中,乙和箱子组成的系统动量也是守恒的,分别选甲、箱子为研究对象,箱子、乙为研究对象求解。

物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版

物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版

物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量:可以从两个侧面对动量进行定义或解释:①物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。

②动量是物体机械运动的一种量度。

动量的表达式P = mv。

单位是skg .动量是矢量,其方向就是瞬时速度的方向。

因为速度是相对的,所以m动量也是相对的。

2、动量守恒定律:当系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统的总动量守恒。

动量守恒定律根据实际情况有多种表达式,一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。

运用动量守恒定律要注意以下几个问题:①动量守恒定律一般是针对物体系的,对单个物体谈动量守恒没有意义。

②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等,系统在一个非常短的时间内,系统内部各物体相互作用力,远比它们所受到外界作用力大,就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。

③计算动量时要涉及速度,这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的,一般取地面为参照物。

④动量是矢量,因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和,而不是代数和。

⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。

有时虽然系统所受合外力不等于零,但只要在某一方面上的合外力分量为零,那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。

⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。

只要系统不受外力或所受的合外力为零,那么系统内部各物体的相互作用,不论是万有引力、弹力、摩擦力,还是电力、磁力,动量守恒定律都适用。

系统内部各物体相互作用时,不论具有相同或相反的运动方向;在相互作用时不论是否直接接触;在相互作用后不论是粘在一起,还是分裂成碎块,动量守恒定律也都适用。

3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。

动量与动能的比较:①动量是矢量, 动能是标量。

高中物理动量与原子物理(3—5)基础知识总结

高中物理动量与原子物理(3—5)基础知识总结

高中物理动量与原子物理(3—5)基础知识总结第十三章 动量和动量守恒一、基础概念和规律1、动量①定义:物体质量与速度的乘积mv 叫物体的动量(符号记为P ),是矢量,方向与v 的方向相同。

②动量变化量:物体末动量P '与初动量P 的矢量合,记为P ∆,也矢量,方向与合力冲量的方向相同。

2、冲量:某个力对物体冲量为该力与有力作用的时间乘积,是矢量,方向与该力的方向相同。

3、动量定理:物体在一个始末的动量变化等于它在这个过程中所有受力的合力冲量。

4、动量守恒定律:如果一个系统不受外力,或者所受外力的合力矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。

5、系统动量守恒的条件 ①系统不受外力或所受外力的合力为0时,系统动量守恒。

②系统受外力合力不为0,但相互作用的内力永大于不为零的外力时,系统动量守恒。

③系统受外力合力不为0,但在某一方向合力却为0时,则系统在该方向的分动量守恒(称分方向动量守恒)。

6、弹性碰撞:系统内物体之由于相互作用力形变后又能完全恢复的碰撞,叫弹性碰撞。

不能恢复的叫非弹性碰撞。

弹性碰撞的系统动量守恒,机械能也守恒(一般只有动能)。

7、内力和外力:系统内物体间的相互作用力叫内力,除内力以外其它受力均叫外力,内力只进行系统内物体间动量的转移,但外力却改变系统的总动量。

二、基础公式1、动量 mv P =2、动量变化量 mv v m P P P -'=-'=∆3、冲量 Ft I =4、动量定理 mv v m t F -'=合(或简写为P I ∆=合)5、动量守恒定律 22112211v m v m v m v m '+'=+(或简写为P P '=) 6、动量动能大小关系 k mE P 2=或mP E k 22= 三、题型与方法总结1、动量定理解答题型说明:动量定理是由速度公式和牛顿第二定律推证而来,但期结论又超越了速度公式和牛顿第二定律的适用范围,可适用于变力过程,应用时注意多阶段问题。

普通高中课程标准实验教科书—物理选修3-5人教版第十六章动量守恒定律

普通高中课程标准实验教科书—物理选修3-5人教版第十六章动量守恒定律

普通高中课程标准实验教科书—物理(选修3-5)[人教版]第十六章动量守恒定律新课标要求1.内容标准(1)探究物体弹性碰撞的一些特点。

知道弹性碰撞和非弹性碰撞。

(2)通过实验,理解动量和动量守恒定律。

能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。

知道动量守恒定律的普遍意义。

(3)通过物理学中的守恒定律,体会自然界的和谐与统一。

16.1 实验:探究碰撞中的不变量★新课标要求(一)知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路.2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法.3、掌握实验数据处理的方法.(二)过程与方法1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法。

2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。

(三)情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。

3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。

4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。

★教学重点及难点本节教学重点是实验方案的设计与筛选;难点是通过实验数据的分析得出物体碰撞前后的不变量.★教学方法教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。

★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课师:之前,我们分别从动力学的角度、能量的角度研究了物体的运动规律,从今天开始我们将从另一个角度来学习研究物体运动规律的方法,也就是动量。

这节课我们就来学习第十六章第一节实验:探究碰撞中的不变量。

师:提到碰撞现象,不但生活中到处可见,大到宏观天体之间、小到微观粒子之间也同样存在着碰撞。

高中物理选修3-5知识点汇总

高中物理选修3-5知识点汇总

高中物理选修3-5知识点汇总第一章动量动量是物体的质量和速度的乘积,是一个矢量,单位为kg·m/s。

冲量是物体所受外力和外力作用时间的乘积,也是一个矢量,单位为N·s。

动量守恒定律指出,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。

内力是系统内物体之间的相互作用,而外力是系统外物体对系统内物体的作用力。

动量守恒定律成立的条件包括:①系统不受外力或者所受外力的矢量和为零;②内力远大于外力;③如果在某一方向上合外力为零,那么在该方向上系统的动量守恒。

动量定理指出,物体所受合外力的冲量等于动量的变化。

反冲是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化。

碰撞是指物体间相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象,系统动量守恒。

弹性碰撞是指如果碰撞过程中系统的动能损失很小,可以略去不计,这种碰撞叫做弹性碰撞。

非弹性碰撞是指碰撞过程中需要计算损失的动能的碰撞,如果两物体碰撞后黏合在一起,这种碰撞损失的动能最多,叫做完全非弹性碰撞。

第二章波粒二象性热辐射是指一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫做热辐射。

绝对黑体是指某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物质。

黑体辐射的电磁波的强度按波长分布,只与黑体的温度有关。

黑体辐射规律指出,随着温度升高各种波长的辐射强度都有增加,而辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

能量子是指振动着的带电粒子的能量只能是某一最小能量的整数倍,这个不可再分的最小能量值叫做能量子,能量子等于普朗克常量h乘以电磁波的频率。

光电效应是指照射到金属表面的光使金属中的电子从表面逸出的现象,逸出的电子称为光电子,电子脱离某种金属克服阻力所做功的最小值叫逸出功。

爱因斯坦光电效应方程指出,光电子的最大初动能等于能量子乘以光的频率减去逸出功。

和谱线每个原子都有一系列能级,能级之间的跃迁会产生特定的光谱线;光谱分为连续谱和线谱两类,线谱又分为吸收谱和发射谱。

选修3-5读书笔记小结讲解

选修3-5读书笔记小结讲解

高中物理选修3-5读书笔记一.动量和动量守恒定律:⑴动量和动量的变化 ●动量:(矢量)大小:mv P = 方向:与运动方向相同●动量的变化:P P P -=∆●动量守恒的探究①运用气垫导轨,保证系统所受合外力为零,保证两物体正碰②用天平测出m 1和m 2;光电门可测出碰撞前后两物体的速度V 1、V 2、V 1·、V 2·③规定正方向(以向右为正)④验证:m 1V 1-m 2V 2是否等于-m 1 V 1·+m 2 V 2·说明:两物体从两边弹出,m 1向右经过光电门(速度为V 1)、m 2向左经过光电门(速度为-V 2),碰后m 1向左经过光电门(速度为-V 1·)、m 2向右经过光电门(速度为V 2·)●动量守恒的条件:①严格条件:系统不受外力或所受合外力为零②近似条件:系统所受合外力不为零,但“F 内》F 外”且作用时间极短③其它情况:系统所受合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,则该方向上系统动量守恒⑶动量守恒定律的应用:例:一枚在空中飞行的导弹质量为M ,在某高度以水平速度V 向右飞行时炸成两块,其中一块质量为M 1,以速度V 1沿原方向飞出,求另一块的速度?并讨论:另一块的可能速度方向? 解:作出爆炸前后的示意图以原动量方向为正(向右为正),椐爆炸前后动量守恒得: 2111)(V M M V M MV -+= 解得:1112M M V M MV V --=讨论:①若M 1V 1=MV,则另一块炸后速度为零;②若M 1V 1<MV 则另一块向右飞出; ③若M 1V 1>MV ,则另一块向左飞出。

1V二.光的粒子性(光电效应和康普顿效应)和波粒二象性⑴光电效应:说明了光具有粒子性,同时说明了光子具有能量 ●黑体辐射(只吸收外来电磁波而不反射的理想物体)▲一般物体的辐射强度按波长分布除与温度有关外,还与物体的材料、表面形状有关;▲黑体的辐射强度按波长分布只与温度有关,与物体的材料和表面形状无关;▲黑体辐射规律:Δ随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长减小的方向进行;Δ随着温度的升高,任意波长的辐射强度都加强●量子说:透过黑体辐射规律,普朗克认为:电磁皮的辐射和吸收,是不连续的,而是一份一份地进行的,每份叫一个能量子,能量为γεh =。

高考物理选修3-5第6章第1讲动量和动量定理

高考物理选修3-5第6章第1讲动量和动量定理

第1讲动量和动量定理知识排查动量与冲量动量冲量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来表示力和力的作用时间的乘积叫做这个力的冲量,通常用I来表示公式p=m v I=Ft单位kg·__m/s N·s方向与速度方向相同与力的方向相同动量定理1.内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。

2.表达式:Ft=Δp=p′-p。

3.矢量性:动量变化量的方向与合外力的方向相同,可以在某一方向上用动量定理。

小题速练1.思考判断(1)物体动量的方向与物体的运动方向相同。

()(2)物体的动量越大,其惯性也越大。

()(3)物体所受合力不变,则动量也不改变。

()(4)物体沿水平面运动时,重力不做功,其冲量为零。

()答案(1)√(2)×(3)×(4)×2.如图1所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m,运动速度的大小为v,方向向下。

经过时间t,小球的速度大小为v,方向变为向上。

忽略空气阻力,重力加速度为g,该运动过程中,小球所受弹簧弹力冲量的大小为()图1A.mgtB.m v +mgtC.2m v +mgtD.2m v -mgt解析 取竖直向上为正方向,则小球重力的冲量为-mgt ,设弹簧弹力对小球冲量的大小为I ,由动量定理有m v -(-m v )=I -mgt ,得出I =2m v +mgt ,选项C 正确。

答案C冲量、动量及动量变化的理解1.动量、动能、动量变化量的比较名称项目动量动能动量变化量定义 物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差定义式 p =m v E k =12m v 2 Δp =p ′-p 矢标性 矢量 标量 矢量 特点 状态量状态量过程量关联方程 E k =p 22m ,E k =12p v ,p =2mE k ,p =2E kv(1)恒力的冲量:直接用定义式I =Ft 计算。

(2)变力的冲量①作出F -t 变化图线,图线与t 轴所夹的面积即为变力的冲量。

选修3-5动量定理动量守恒定律

选修3-5动量定理动量守恒定律

mv0
1、冲量(I):在物理学中,物体受到的力与力的作用时间 的乘积叫做力的冲量。I=F · t,单位—牛· 秒(N · s)
它是矢量,方向与力的方向相同。 每个力对应一个冲量,合力对应合力的冲量
2、动量(P):运动物体的质量与它的速度的乘积叫做物体 的动量。P=mv 单位—千克米每秒(kg · ms-1), 它是矢量,方向与速度的方向相同。
因此,上式可以表述为:物体所受的合外力的冲量等于物体动量的 变化。即I=△P (Ft=mv2-mv1) 这个结论叫做动量定理
2018/6/21
二、动量的变化p
1、定义:物体的末动量与初动量之矢量差叫做物体动量的变化.
2、表达式:△P = P′- P = mv2-mv1=m△v 3 、动量变化的三种情况:
大小变化、方向改变或大小和方向都改变。
4、同一直线上动量变化的运算:
P
P′ ΔP
2018/6/21
P′ P′
P
P′
5 、如何简化同 一直线上动量 变化的运算?
ΔP
P′ P P′
ΔP
在做题时应该 选择正方向
三、讨论一下动量和动能的关系
1、动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态 2、动量是矢量,动能是标量
2 1 p 3、定量关系 E K m v2 2 2m
p 2mEk
动量发生变化时,动能不一定发生变化,
动能发生变化时,动量一定发生变化 动能改变 速度大小改变方向不变 动量发 动能不变 速度大小不变方向改变 生变化 动能改变 速度大小和方向都改变
2018/6/21
四、动量定理的适用范围
1、动量定理不但适用于恒力,也适用于随时间变化的变力,对 于变力,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值;

高中物理选修3-5--动量-动量守恒

高中物理选修3-5--动量-动量守恒

高中物理动量动量守恒动量、冲量和动量定理第1课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〕。

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第十六章 动 量一.动量和冲量1.动量:物体的质量和速度的乘积叫做动量:p =mv⑴动量是描述物体运动状态的一个状态量,它与时刻相对应。

⑵动量是矢量,它的方向和速度的方向相同。

2.冲量:力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I =Ft⑴冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,它与时间相对应。

⑵冲量是矢量,它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同)。

如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。

⑶高中阶段只要求会用I=Ft 计算恒力的冲量。

对于变力的冲量,高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。

⑷要注意的是:冲量和功不同。

恒力在一段时间内可能不作功,但一定有冲量。

例1. 质量为m 的小球由高为H 的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大?解:力的作用时间都是g H g H t 2sin 1sin 22αα==,力的大小依次是mg 、 mg cos α和mg sin α,所以它们的冲量依次是:gH m I gH m I gH m I N G 2,tan 2,sin 2===合αα 特别要注意,该过程中弹力虽然不做功,但对物体有冲量。

二、动量定理1.动量定理物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。

既I =Δp⑴动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。

这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量(或者说是物体所受各外力冲量的矢量和)。

⑵动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系。

⑶现代物理学把力定义为物体动量的变化率:tP F ∆∆=(牛顿第二定律的动量形式)。

⑷动量定理的表达式是矢量式。

在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正。

例2. 以初速度v 0平抛出一个质量为m 的物体,抛出后t 秒内物体的动量变化是多少? 解:因为合外力就是重力,所以Δp =F t =m g t有了动量定理,不论是求合力的冲量还是求物体动量的变化,都有了两种可供选择的等价的方法。

本题用冲量求解,比先求末动量,再求初、末动量的矢量差要方便得多。

当合外力为恒力时往往用Ft 来求较为简单;当合外力为变力时,在高中阶段只能用Δp 来求。

2.利用动量定理定性地解释一些现象例 3. 鸡蛋从同一高度自由下落,第一次落在地板上,鸡蛋被打破;第二次落在泡沫塑料垫上,没有被打破。

这是为什么?解:两次碰地(或碰塑料垫)瞬间鸡蛋的初速度相同,而末速度都是零也相同,所以两次碰撞过程鸡蛋的动量变化相同。

根据Ft =Δp ,第一次与地板作用时的接触时间短,作用力大,所以鸡蛋被打破;第二次与泡沫塑料垫作用的接触时间长,作用力小,所以鸡蛋没有被打破。

(再说得准确一点应该指出:鸡蛋被打破是因为受到的压强大。

鸡蛋和地板相互作用时的接触面积小而作用力大,所以压强大,鸡蛋被打破;鸡蛋和泡沫塑料垫相互作用时的接触面积大而作用力小,所以压强小,鸡蛋未被打破。

)例 4. 某同学要把压在木块下的纸抽出来。

第一次他将纸迅速抽出,木块几乎不动;第二次他将纸较慢地抽出,木块反而被拉动了。

这是为什么? 解:物体动量的改变不是取决于合力的大小,而是取决于合力冲量的大小。

在水平方向上,第一次木块受到的是滑动摩擦力,一般来说大于第二次受到的静摩擦力;但第一次力的作用时间极短,摩擦力的冲量小,因此木块没有明显的动量变化,几乎不动。

第二次摩擦力虽然较小,但它的作用时间长,摩擦力的冲量反而大,因此木块会有明显的动量变化。

3.利用动量定理进行定量计算利用动量定理解题,必须按照以下几个步骤进行:⑴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质点组。

质点组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。

⑵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。

⑶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。

⑷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)。

⑸根据动量定理列式求解。

例5. 质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t 1到达沙坑表面,又经过时间t 2停在沙坑里。

求:⑴沙对小球的平均阻力F ;⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 。

解:设刚开始下落的位置为A ,刚好接触沙的位置为B ,在沙中到达的最低点为C 。

⑴在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为t 1+t 2,而阻力作用时间仅为t 2,以竖直向下为正方向,有:m g (t 1+t 2)-F t 2=0, 解得:()221t t t mg F += ⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理:在t 1时间内只有重力的冲量,在t 2时间内只有总冲量(已包括重力冲量在内),以竖直向下为正方向,有:m g t 1-I =0∴I =m g t 1这种题本身并不难,也不复杂,但一定要认真审题。

要根据题意所要求的冲量将各个外力灵活组合。

若本题目给出小球自由下落的高度,可先把高度转换成时间后再用动量定理。

当t 1>> t 2时,F >>mg 。

例6. 质量为M 的汽车带着质量为m 的拖车在平直公路上以加速度a 匀加速前进,当速度为v 0时拖车突然与汽车脱钩,到拖车停下瞬间司机才发现。

若汽车的牵引力一直未变,车与路面的动摩擦因数为μ,那么拖车刚停下时,汽车的瞬时速度是多大?C /解:以汽车和拖车系统为研究对象,全过程系统受的合外力始终为()a m M +,该过程经历时间为v 0/μg ,末状态拖车的动量为零。

全过程对系统用动量定理可得:()()()()000,v Mgg a m M v v m M v M g v a m M μμμ++='∴+-'=⋅+ 这种方法只能用在拖车停下之前。

因为拖车停下后,系统受的合外力中少了拖车受到的摩擦力,因此合外力大小不再是()a m M +。

例7. 质量为m =1kg 的小球由高h 1=0.45m 处自由下落,落到水平地面后,反跳的最大高度为h 2=0.2m ,从小球下落到反跳到最高点经历的时间为Δt =0.6s ,取g =10m/s 2。

求:小球撞击地面过程中,球对地面的平均压力的大小F 。

解:以小球为研究对象,从开始下落到反跳到最高点的全过程动量变化为零,根据下降、上升高度可知其中下落、上升分别用时t 1=0.3s 和t 2=0.2s ,因此与地面作用的时间必为t 3=0.1s 。

由动量定理得:mg Δt-Ft 3=0 ,F =60N三、动量守恒定律1.动量守恒定律一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。

即:22112211v m v m v m v m '+'=+ 2.动量守恒定律成立的条件⑴系统不受外力或者所受外力之和为零;⑵系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;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。

3.动量守恒定律的表达形式除了22112211v m v m v m v m '+'=+,即p 1+p 2=p 1/+p 2/外,还有: Δp 1+Δp 2=0,Δp 1= -Δp 2 和1221v v m m ∆∆-= 4.动量守恒定律的重要意义从现代物理学的理论高度来认识,动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。

(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。

)从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。

相反,每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终。

例如静止的原子核发生β衰变放出电子时,按动量守恒,反冲核应该沿电子的反方向运动。

但云室照片显示,两者径迹不在一条直线上。

为解释这一反常现象,1930年泡利提出了中微子假说。

由于中微子既不带电又几乎无质量,在实验中极难测量,直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。

(2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的)。

又如人们发现,两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。

这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了。

四、动量守恒定律的应用1.碰撞两个物体在极短时间内发生相互作用,这种情况称为碰撞。

由于作用时间极短,一般都满足内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。

碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。

仔细分析一下碰撞的全过程:设光滑水平面上,质量为m 1的物体A 以速度v 1向质量为m 2的静止物体B 运动,B 的左端连有轻弹簧。

在Ⅰ位置A 、B 刚好接触,弹簧开始被压缩,A 开始减速,B 开始加速;到Ⅱ位置A 、B 速度刚好相等(设为v ),弹簧被压缩到最短;再往后A 、B 开始远离,弹簧开始恢复原长,到Ⅲ位置弹簧刚好为原长,A 、B 分开,这时A 、B 的速度分别为21v v ''和。

全过程系统动量一定是守恒的;而机械能是否守恒就要看弹簧的弹性如何了。

⑴弹簧是完全弹性的。

Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为弹性势能,Ⅱ状态系统动能最小而弹性势能最大;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少全部转化为动能;因此Ⅰ、Ⅲ状态系统动能相等。

这种碰撞叫做弹性碰撞。

由动量守恒和能量守恒可以证明A 、B 的最终速度分别为:121121212112,v m m m v v m m m m v +='+-=' (这个结论最好熟记下来,以后经常要用到。

)⑵弹簧不是完全弹性的。

Ⅰ→Ⅱ系统动能减少,一部分转化为弹性势能,一部分转化为内能,Ⅱ状态系统动能仍和⑴相同,弹性势能仍最大,但比⑴小;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少,部分转化为动能,部分转化为内能;因为全过程系统动能有损失(一部分动能转化为内能)。

这种碰撞叫非弹性碰撞。

⑶弹簧完全没有弹性。

Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为内能,Ⅱ状态系统动能仍和⑴相同,但没有弹性势能;由于没有弹性,A 、B 不再分开,而是共同运动,不再有Ⅱ→Ⅲ过程。

这种碰撞叫完全非弹性碰撞。

可以证明,A 、B 最终的共同速度为:121121v m m m v v +='=' 在完全非弹性碰撞过程中,系统的动能损失最大,为:()()21212122121122121m m v m m v m m v m E k +='+-=∆ (这个结论最好熟记下来,以后经常要用到。

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