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动量守恒定律总结整理版

动量守恒定律总结整理版

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动量守恒定律(即质量守恒定律)是物理学中最基本而又重要的定律之一,它是由德国物理学家克劳斯·特斯拉于1842年首先提出的,是物理学的重要理论基础。

它指出,在受到外力作用的情况下,任何物体的质量不变,只有物体内部的动量在外力的作用下发生变化。

它具有重要的理论价值和实际意义,是物理学进一步研究的重要基础和框架,也是自然界物体变化的重要依据。

一、定义
动量守恒定律是指在物体介质内,外力作用下,物体的质量不变,只有物体内部的动量在外力的作用下发生变化。

也可以说,在物体介质内,物体质量的变化可以由外力和物体内部动量的变化来表征。

二、物理意义
物理学家德伦特定义的动量守恒定律如下:在其中一受力体系中,物体的总动量是不变的。

即在一定的定力系统中,物体的质量不变,物体内部的动量是唯一发生变化的量。

这是物理学家开发出的完整的动量守恒定律。

三、形式表达
动量守恒定律也可以用数学形式来表达,其数学表达式为:
物体的总动量P=C1+C2+…+Cn
其中C1、C2、…、Cn分别代表物体1、物体2、…、物体n的动量,P表示总动量。

从数学上来看,动量守恒定律表明,在一定的定力系统中。

(精品讲义)动量守恒定律5word版含答案2

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5 反冲运动 火箭[学习目标] 1.了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用.2.理解反冲运动的原理,能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题.3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素.一、反冲运动[导学探究] 在生活中常见到这样的情形:吹饱的气球松手后喷出气体,同时向相反方向飞去;点燃“钻天猴”的药捻,“钻天猴”便会向后喷出亮丽的火焰,同时“嗖”的一声飞向天空;乌贼向后喷出水后,它的身体却能向前运动,结合这些事例,体会反冲运动的概念,并思考以下问题: (1)反冲运动的受力有什么特点?(2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化?答案 (1)物体的不同部分受相反的作用力,在内力作用下向相反方向运动.(2)反冲运动中,相互作用的内力一般情况下远大于外力,所以可以用动量守恒定律来处理;反冲运动中,由于有其他形式的能转变为机械能,所以系统的机械能增加. [知识梳理] 反冲运动1.定义:如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动.这个现象叫做反冲.2.反冲运动的特点:是物体间作用力与反作用力产生的效果. 3.反冲运动的条件(1)系统不受外力或所受合外力为零. (2)内力远大于外力.(3)某一方向上不受外力或所受合外力为零. 4.反冲运动遵循的规律:动量守恒定律. 二、火箭 [导学探究]1.火箭飞行利用了怎样的工作原理?在分析火箭运动问题时可否应用动量守恒定律?答案 火箭靠向后连续喷射高速气体飞行,利用了反冲原理.由于火箭与“高温、高压”燃气组成的系统内力很大,远大于系统所受重力及阻力,故可应用动量守恒定律.2.设火箭发射前的总质量是M ,燃料燃尽后的质量为m ,火箭燃气的喷射速度为v ,试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v ′.答案 在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以可认为动量守恒.取火箭的速度方向为正方向,发射前火箭的总动量为0,发射后的总动量为m v ′-(M -m )v 则由动量守恒定律得0=m v ′-(M -m )v 所以v ′=M -m mv =⎝⎛⎭⎫M m -1v3.分析提高火箭飞行速度的可行办法.答案 由2题可知火箭喷气获得的最大的速度v ′=(Mm -1)v ,故可以用以下办法提高火箭飞行速度:(1)提高喷气速度;(2)提高火箭的质量比;(3)使用多级火箭,一般为三级. [知识梳理] 1.工作原理应用反冲运动,其反冲过程动量守恒.它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度. 2.影响火箭最终速度大小的因素 (1)喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000~4 000 m/s. (2)火箭的质量比:指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比.现代火箭的质量比一般小于10. 喷气速度越大,质量比越大,火箭获得的速度越大.一、反冲运动的应用1.反冲运动问题一般应用系统动量守恒定律列式计算.列方程时要注意初、末状态动量的方向,反冲物体速度的方向与原物体的运动方向是相反的.2.动量守恒表达式中的速度均为相对地面的速度,对“相对”速度,则要根据矢量关系转化为相对地面的速度.例1 反冲小车静止放在水平光滑玻璃上,点燃酒精,水蒸气将橡皮塞水平喷出,小车沿相反方向运动.如果小车运动前的总质量M =3 kg ,水平喷出的橡皮塞的质量m =0.1 kg ,水蒸气质量忽略不计. (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v =2.9 m/s ,求小车的反冲速度;(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变,方向与水平方向成60°夹角,小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?答案 (1)0.1 m/s ,方向与橡皮塞运动的方向相反 (2)0.05 m/s ,方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反解析 (1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零,系统总动量为零.以橡皮塞运动的方向为正方向 根据动量守恒定律,m v +(M -m )v ′=0 v ′=-m M -m v =-0.13-0.1×2.9 m /s =-0.1 m/s ,负号表示小车运动的方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是0.1 m/s.(2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒.以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向,有m v cos 60°+(M -m )v ″=0v ″=-m v cos 60°M -m =-0.1×2.9×0.53-0.1m /s =-0.05 m/s ,负号表示小车运动的方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反,反冲速度大小是0.05 m/s. 二、火箭原理1.火箭喷气属于反冲类问题,是动量守恒定律的重要应用.在火箭运动的过程中,随着燃料的消耗,火箭本身的质量不断减小,对于这一类的问题,可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象,取相互作用的整个过程为研究过程,运用动量守恒的观点解决问题.2.火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由喷气速度v 和质量比Mm (火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定.例2 一火箭喷气发动机每次喷出m =200 g 的气体,气体离开发动机喷出时的速度v =1 000 m/s.设火箭总质量M =300 kg ,发动机每秒钟喷气20次. (1)当第三次喷出气体后,火箭的速度为多大? (2)运动第1 s 末,火箭的速度为多大? 答案 (1)2 m /s (2)13.5 m/s解析 (1)选取火箭和气体组成的系统为研究对象,运用动量守恒定律求解.设喷出三次气体后火箭的速度为v 3,以火箭和喷出的三次气体为研究对象,以火箭速度方向为正方向,据动量守恒定律得:(M -3m )v 3-3m v =0,故v 3=3m v M -3m≈2 m/s.(2)发动机每秒钟喷气20次,以火箭和喷出的20次气体为研究对象,以火箭速度方向为正方向,根据动量守恒定律得:(M -20m )v 20-20m v =0,故v 20=20m vM -20m ≈13.5 m/s.三、反冲运动的应用——“人船模型” 1.“人船模型”问题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. 2.人船模型的特点(1)两物体满足动量守恒定律:m 1v 1-m 2v 2=0.(2)运动特点:人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右;人船位移比等于它们质量的反比;人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比,即x 1x 2=v 1v 2=m 2m 1.(3)应用此关系时要注意一个问题:即公式v 1、v 2和x 一般都是相对地面而言的.例3 有一只小船停在静水中,船上一人从船头走到船尾.如果人的质量m =60 kg ,船的质量M =120 kg ,船长为l =3 m ,则船在水中移动的距离是多少?水的阻力不计. 答案 1 m解析 人在船上走时,由于人、船组成的系统所受合力为零,总动量守恒,因此系统的平均动量也守恒,如图所示.设人从船头到船尾的时间为t ,在这段时间里船后退的距离为x ,人相对地面运动的距离为l -x ,选船后退方向为正方向,由动量守恒有: M x t -m l -x t=0 所以x =m M +m l =60120+60×3 m =1 m.“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题,解决这类问题应明确: (1)适用条件:①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量为零;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(如水平方向或竖直方向).(2)画草图:解题时要画出各物体的位移关系草图,找出各长度间的关系,注意两物体的位移是相对同一参考系的位移.1.(反冲运动的认识)(多选)下列属于反冲运动的是( ) A .喷气式飞机的运动 B .直升机的运动 C .火箭的运动D .反击式水轮机的运动 答案 ACD解析 反冲运动是一个物体分裂成两部分,两部分向相反方向的运动,故直升机的运动不是反冲运动. 2.(反冲运动的应用)假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列方法中可行的是( ) A .向后踢腿 B .手臂向后甩 C .在冰面上滚动 D .脱下外衣水平抛出 答案 D解析 向后踢腿和手臂向后甩,都是人体间的内力,不会使人前进.在光滑冰面上由于不存在摩擦力,故无法完成滚动动作.而抛出衣服能获得反方向的速度,故可滑离冰面.3.(火箭问题的分析)一质量为M 的航天器,正以速度v 0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v 1,加速后航天器的速度大小v 2,则喷出气体的质量m 为( ) A.eq M B.eq M C.eq M D.eq M答案 C解析 规定航天器的速度方向为正方向,由动量守恒定律可得:M v 0=(M -m )v 2-m v 1,解得m =v 2-v 0v 2+v 1M ,故选C.4.(人船模型的迁移)质量为m 、半径为R 的小球,放在半径为2R 、质量为2m 的大空心球内,大球开始静止在光滑水平面上.当小球从如图1所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离是( )图1A.eqB.eqC.eqD.eq 答案 B解析 由水平方向平均动量守恒有:mx 小球=2mx 大球,又x 小球+x 大球=R ,所以x 大球=13R ,B 正确.考点一 反冲运动的理解和应用1.(多选)下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度( ) A .使喷出的气体速度增大 B .使喷出的气体温度更高C.使喷出的气体质量更大D.使喷出的气体密度更小答案AC2.一航天探测器完成对月球的探测后,离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行,先加速运动后匀速运动.探测器通过喷气而获得动力,以下关于喷气方向的说法正确的是() A.探测器加速运动时,向后喷射B.探测器加速运动时,竖直向下喷射C.探测器匀速运动时,竖直向下喷射D.探测器匀速运动时,不需要喷射答案C解析探测器加速运动时,重力与喷气获得的反作用力的合力应向前,所以A、B错,探测器匀速运动时,所受合力应为零,C对,D错.3.如图1所示,质量为M的小船在静止水平面上以速度v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()图1A.v0+mM v B.v0-mM vC.v0+mM(v0+v) D.v0+mM(v0-v)答案C解析根据动量守恒定律,选向右为正方向,则有(M+m)v0=M v′-m v,解得v′=v0+mM(v0+v),故选项C正确.4.如图2所示,船静止在平静的水面上,船前舱有一抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱,不计水的阻力,下列说法中正确的是()图2A.若前后舱是分开的,则前舱将向后加速运动B.若前后舱是分开的,则前舱将向前加速运动C.若前后舱不分开,则船将向后加速运动D.若前后舱不分开,则船将向前加速运动答案B解析前后舱分开时,前舱和抽出的水相互作用,靠反冲作用前舱向前加速运动,若前后舱不分开,前后舱和水是一个整体,则船不动.5.如图3所示,装有炮弹的大炮总质量为M,炮弹的质量为m,炮筒水平放置,炮弹水平射出时相对地面的速率为v0,则炮车后退的速率为()图3A.eq?v0B.eqC.eq D.v0答案C解析炮弹离开炮口时,炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计,则系统在水平方向动量守恒.取炮车后退的方向为正,以炮弹和炮车组成系统为研究对象,根据水平方向动量守恒有:(M-m)v′-m v0=0解得炮车后退的速率为v′=m v0.M-m考点二火箭问题的分析6.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是()A.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后喷出,气体的反作用力推动火箭C.火箭吸入空气,然后向后排出,空气对火箭的反作用力推动火箭D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭答案B解析火箭的工作原理是利用反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出时,使火箭获得反冲速度,故正确选项为B.7.竖直发射的火箭质量为6×103kg.已知每秒钟喷出气体的质量为200 kg.若要使火箭获得大小为20.2 m/s2、方向向上的加速度,则喷出气体的速度大小最接近()A.700 m/s B.800 m/sC.900 m/s D.1 000 m/s答案C8.将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()A.eq v0B.eq v0C.eq v 0D.eq v 0答案 D解析 设火箭模型获得的速度为v ,规定竖直向上为正方向,据动量守恒定律有0=(M -m )v -m v 0,得v =mM -mv 0,故选D. 9.课外科技小组制作一只“水火箭”,用压缩空气压出水流使火箭运动.假如喷出的水流流量保持为2×10-4m 3/s ,喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ,则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少?(已知火箭沿水平轨道运动且阻力不计,水的密度是103 kg/m 3) 答案 4 m/s解析 “水火箭”喷出水流做反冲运动,设火箭原来总质量为M ,喷出水流的流量为Q ,水的密度为ρ,水流的喷出速度为v ,火箭的反冲速度为v ′,由动量守恒定律得(M -ρQt )v ′=ρQt v ,火箭启动后2 s 末的速度为v ′=ρQt vM -ρQt =103×2×10-4×2×101.4-103×2×10-4×2m /s =4 m/s.10.平板车停在水平光滑的轨道上,平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出,落在平板车地板上的A 点,距货厢的水平距离为l =4 m ,如图4所示.人的质量为m ,车连同货厢的质量为M =4m ,货厢高度为h =1.25 m .求:(g 取10 m/s 2)图4(1)车从人跳出后到落到地板期间的反冲速度大小;(2)人落在地板上并站定以后,车还运动吗?车在地面上移动的位移是多少? 答案 (1)1.6 m/s (2)车不运动 0.8 m解析 (1)人从货厢边跳离的过程,系统(人、车和货厢)的动量守恒,设人的水平速度大小是v 1,车的反冲速度大 小是v 2,则m v 1-M v 2=0,v 2=14v 1.人跳离货厢后做平抛运动,车以v 2做匀速直线运动,运动时间为t =2hg=0.5 s ,在这段时间内人的水平位移x 1和车的位移x 2分别为x 1=v 1t ,x 2=v 2t , 由图可知:x 1+x 2=l ,即v 1t +v 2t =l , 则v 2=l 5t =45×0.5m /s =1.6 m/s.(2)人落到车上A 点的过程,系统水平方向的动量守恒(水平方向系统不受外力),人落到车上前的水平速度大小仍为v1,车的速度大小为v2,落到车上后设它们的共同速度为v,根据水平方向动量守恒,得m v1-M v2=(M+m)v,则v=0,故人落到车上A点站定后车的速度为零.车的水平位移为x2=v2t=1.6×0.5 m=0.8 m.。

《动量守恒定律》 知识清单

《动量守恒定律》 知识清单

《动量守恒定律》知识清单一、动量守恒定律的基本概念1、动量动量是描述物体运动状态的一个物理量,它等于物体的质量乘以速度,即 p = mv 。

动量是矢量,其方向与速度的方向相同。

2、冲量冲量是力在时间上的积累效果,定义为力乘以作用时间,即 I = Ft 。

冲量也是矢量,其方向与力的方向相同。

二、动量守恒定律的内容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。

这就是动量守恒定律。

数学表达式为:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' (其中 m1、m2 分别为两个物体的质量,v1、v2 为它们相互作用前的速度,v1'、v2' 为相互作用后的速度)三、动量守恒定律的条件1、系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。

2、系统所受外力远小于内力,且作用时间极短,可以近似认为系统动量守恒。

例如,爆炸、碰撞等过程。

四、动量守恒定律的应用1、碰撞问题(1)完全弹性碰撞在完全弹性碰撞中,动量守恒,机械能也守恒。

两物体碰撞后能够完全恢复原状,没有能量损失。

(2)非完全弹性碰撞动量守恒,但机械能有损失。

两物体碰撞后不能完全恢复原状,有部分机械能转化为内能等其他形式的能量。

(3)完全非弹性碰撞动量守恒,机械能损失最大。

两物体碰撞后粘在一起,以相同的速度运动。

2、爆炸问题爆炸过程中,内力远大于外力,系统的动量近似守恒。

爆炸后,系统的动能增加。

3、反冲运动物体在内力作用下,分裂为两部分,其中一部分向某一方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。

例如,火箭发射就是典型的反冲运动。

五、动量守恒定律与能量守恒定律的结合在很多物理问题中,往往需要同时考虑动量守恒定律和能量守恒定律。

例如,在碰撞问题中,通过动量守恒定律可以求出碰撞后物体的速度,再结合能量守恒定律可以求出系统损失的机械能。

六、解题步骤1、明确研究对象确定要研究的系统,判断系统是否满足动量守恒的条件。

(完整word)高中物理动量守恒定律

(完整word)高中物理动量守恒定律

动量守恒定律考测点导航1.动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p mv =;它的单位是kg m/s g ;它是矢量,方向与速度的方向相同;它是状态量,描述物体运动状态的物理量,两个动量相同必须是大小相等,方向相同。

2.冲量:力和力的作用时间的乘积叫做冲量,即I Ft =(适用于恒力冲量的计算);它的单位是Ns g ;它是矢量,方向与力的方向相同;它是过程量,描述物体运动过程的物理量。

3.动量定理⑴内容:物体所受的合外力冲量等于它的动量的变化。

⑵公式:,Ft p p =-或,Ft mv mv =- ⑶应用:①应用动量定理解释有关现象②应用动量定理解决有关问题⑷注意:①动量定理主要用来解决一维问题,解题时必须先规定正方向,公式中各矢量的方向用正、负号来体现。

②动量定理不仅适用于恒力作用,也适用于变力作用。

③动量定理对于短时间作用(如碰撞、打击等)更能显示它的优越性。

④由动量定理可得到P F t ∆=∆,这是牛顿第二定律的另一种表达形式:作用力F 等于物体的动量变化率P t∆∆ 易错现象1.不注意动量、冲量、力、速度、动量的变化量等都是矢量,它们之间的方向关系易弄错。

2.易滥用公式I Ft =计算变力冲量3.在竖直方向上应用动量定理时易忽略重力4.动量守恒定律1. 定律内容:相互作用的几个物体组成的系统,如果不受外力作用,或者它们受到的外力之和为零,则系统的总动量保持不变.2. 数学表达式:''11221122m v m v m v m v +=+3. 动量守恒定律的适用条件 :(1)系统不受外力或受到的外力之和为零(∑F合=0);(2)系统所受的外力远小于内力(F 外=F 内),则系统动量近似守恒; (3)系统某一方向不受外力作用或所受外力之和为零,则系统在该方向上动量守恒(分方向动量守恒).4. 动量恒定律的“五性”: (1)系统性:应用动量守恒定律时,应明确研究对象是一个至少由两个相互作用的物体组成的系统,同时应确保整个系统的初、末状态的质量相等. (2)矢量性:系统在相互作用前后,各物体动量的矢量和保持不变.当各速度在同一直线上时,应选定正方向,将矢量运算简化为代数运算。

高中物理选修一动量守恒知识点归纳

高中物理选修一动量守恒知识点归纳

高中物理选修一:动量守恒知识点归纳一、动量的概念1. 动量的定义:动量是物体运动状态的量度,是物体质量和速度的乘积,通常用符号 p 表示。

2. 动量的单位:国际单位制中,动量的单位是千克·米/秒(kg·m/s)。

3. 动量的方向:动量的方向与物体的运动方向一致。

二、动量定理1. 动量定理的表述:一个物体的动量改变量等于作用在该物体上的合外力的冲量。

2. 动量定理的数学表达:Δp = F·Δt,其中Δp表示动量的改变量,F表示合外力,Δt表示时间。

3. 动量定理的应用:可以用来分析物体在外力作用下的运动状态。

三、动量守恒定律1. 动量守恒定律的表述:在一个封闭系统内,如果合外力为零,则系统的总动量保持不变。

2. 动量守恒定律的数学表达:Σpi = Σpf,即系统最初的总动量等于系统最终的总动量。

3. 动量守恒定律的应用:可用来分析弹性碰撞和完全非弹性碰撞等情况下物体的运动状态。

四、弹性碰撞1. 弹性碰撞的特点:在碰撞过程中,动能守恒,动量守恒。

2. 弹性碰撞的数学表达:m1v1i + m2v2i = m1v1f + m2v2f,即碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。

3. 弹性碰撞的应用:可用来分析弹簧振子、弹性小球碰撞等实际问题。

五、完全非弹性碰撞1. 完全非弹性碰撞的特点:在碰撞过程中,动量守恒,动能不守恒。

2. 完全非弹性碰撞的数学表达:m1v1i + m2v2i = (m1 + m2)v,即碰撞前的总动量等于碰撞后物体的总动量。

3. 完全非弹性碰撞的应用:可用来分析汽车碰撞、弹性小球与粘性物体碰撞等实际问题。

六、动量守恒实验1. 实验装置:常用的实验装置包括弹簧振子、动量棒等。

2. 实验原理:利用实验装置,进行不同形式的碰撞实验,验证动量守恒定律。

3. 实验过程:通过记录实验数据,进行数据分析,验证动量守恒定律在实验中的应用。

七、动量守恒在日常生活和工程实践中的应用1. 交通事故分析:利用动量守恒定律,可以分析交通事故中车辆碰撞的情况,从而减少事故损失。

动量守恒单元知识点总结

动量守恒单元知识点总结

动量守恒单元知识点总结一、动量的概念1. 动量的定义动量是一个物体在运动中的物理量,它是一个矢量,方向与物体运动方向一致,大小等于物体的质量乘以其速度。

数学上可以表示为:\[p = mv\]其中,p表示物体的动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。

2. 动量和力的关系牛顿第二定律指出,物体的加速度与物体所受的合外力成正比,与物体的质量成反比。

即:\[F = ma\]将速度表示为对时间的导数,可以得到:\[F = m\frac{dv}{dt}\]再将速度表示为物体的动量与质量的比值,可以得到:\[F = \frac{dp}{dt}\]这表明,力等于动量的变化率,即动量和力有着密切的联系。

3. 动量守恒定律动量守恒定律是指在一个封闭系统中,当没有外部力的作用时,系统的总动量保持不变。

即系统内部物体的相互作用,虽然可以改变各自的动量,但总动量始终保持不变。

二、动量守恒定律的数学表达动量守恒定律可以用数学表达式来描述。

假设系统由n个物体组成,它们的质量分别为m1、m2、…、mn,速度分别为v1、v2、…、vn。

在系统内相互作用前后,物体的总动量分别为\[p_{i} = m_{i}v_{i}, i = 1,2,…,n\]根据动量守恒定律,系统内相互作用前后的总动量应当相等,即:\[p_{1} + p_{2} + … + p_{n} = p'_{1} + p'_{2} + … + p'_{n}\]其中,p'表示相互作用后物体的动量。

将各个物体的动量代入上式,并使用动量的矢量形式,可以得到:\[\sum_{i=1}^{n}m_{i}v_{i} = \sum_{i=1}^{n}m_{i}v'_{i}\]这就是动量守恒定律的数学表达式,它表明了系统内相互作用前后的总动量相等。

三、动量守恒定律的实际应用1. 弹道学在弹道学中,动量守恒定律被广泛应用。

当一颗子弹击中一个静止的物体时,子弹和物体之间会发生相互作用,但由于动量守恒定律,子弹和物体的总动量保持不变。

高中物理动量守恒定律知识点总结

高中物理动量守恒定律知识点总结

高中物理动量守恒定律知识点(一)一、动量守恒定律1、动量守恒定律的条件:系统所受的总冲量为零(不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力),即系统所受外力的矢量和为零。

(碰撞、爆炸、反冲)注意:内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响,但可改变系统内物体的动量。

内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因,而外力的冲量是改变系统总动量的原因。

2、动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/(规定正方向)△p1=—△p2/3、某一方向动量守恒的条件:系统所受外力矢量和不为零,但在某一方向上的力为零,则系统在这个方向上的动量守恒。

必须注意区别总动量守恒与某一方向动量守恒。

二、碰撞1、完全非弹性碰撞:获得共同速度,动能损失最多动量守恒。

2、弹性碰撞:动量守恒,碰撞前后动能相等。

特例1:A、B两物体发生弹性碰撞,设碰前A初速度为v0,B静止,则碰后速度,vB=.特例2:对于一维弹性碰撞,若两个物体质量相等,则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A的速度等于碰前B的速度,碰后B的速度等于碰前A的速度)3、一般碰撞:有完整的压缩阶段,只有部分恢复阶段,动量守恒,动能减小。

4、人船模型——两个原来静止的物体(人和船)发生相互作用时,不受其它外力,对这两个物体组成的系统来说,动量守恒,且任一时刻的总动量均为零,由动量守恒定律,有mv=MV(注意:几何关系)高中物理动量守恒定律知识点(二)冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}3.冲量:I=Ft {I:冲量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对 {vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}高中物理学习方法要重视实验物理学是一门以实验为基础的科学,许多物理概念、物理规律都是从自然现象的实验中总结出来的。

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高中物理动量守恒知识点
摘要:在高三期间,大家更应该多练习,多总结,小编为大家整理了高中物理知识点,希望大家喜欢。

所谓“动量守恒”,意指“动量保持恒定”。

考虑到“动量改变”的原因是“合外力的冲”所致,所以“动量守恒条件”的直接表述似乎应该是“合外力的冲量为O “ 。

但在动量守恒定律的实际表述中,其”动量守恒条件“却是”合外力为。

“。

究其原因,实际上可以从如下两个方面予以解释。

( 1 ) “条件表述”应该针对过程
考虑到“冲量”是“力”对“时间”的累积,而“合外力的冲量为O “的相应条件可以有三种不同的情况与之对应:第一,合外力为O 而时间不为O ;第二,合外力不为0 而时间为。

;第三,合外力与时间均为。

.显然,对应于后两种情况下的相应表述没有任何实际意义,因为在”时间为。

“的相应条件下讨论动量守恒,实际上就相当于做出了一个毫无价值的无效判断― “此时的动量等于此时的动量”.这就是说:既然动量守恒定律针对的是系统经历某一过程而在特定条件下动量保持恒定,那么相应的条件就应该针对过程进行表述,就应该回避“合外力的冲量为O “的相应表述中所包含的那两种使”过程“退缩为”状态“的无价值状况。

动量守恒定律知识点总结

动量守恒定律知识点总结

动量守恒定律知识点总结1.动量的定义:动量是物体的运动状态的量度,它等于物体的质量乘以其速度。

动量的大小和方向与物体的质量和速度有关。

2.动量守恒定律的表述:对于一个封闭系统,如果没有外力作用于系统,那么系统中物体的总动量将保持不变。

3. 动量守恒定律的数学表达式:如果一个系统中有n个物体,它们的质量分别为m1,m2,...,mn,速度分别为v1,v2,...,vn。

那么系统的总动量可以用公式表示为:P = m1v1 + m2v2 + ... + mnvn。

如果系统中没有外力作用,那么系统的总动量将保持不变。

4.动量守恒定律的推导:动量守恒定律可以通过牛顿第二定律和加法性质推导得到。

根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,与质量成反比。

如果没有外力作用,物体的加速度为零,即物体的速度不会改变,所以物体的动量也不会改变。

5.动量守恒定律的应用:动量守恒定律是解决碰撞问题的重要工具。

在碰撞过程中,物体相互作用力的大小和方向相等。

根据动量守恒定律,我们可以利用物体的质量和速度来计算碰撞后物体的速度。

6.完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞:根据碰撞过程中动能是否守恒,碰撞可以分为完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞。

在完全弹性碰撞中,动量和动能都守恒;而在非完全弹性碰撞中,动量守恒,但动能不一定守恒。

7.动量守恒定律的局限性:动量守恒定律只适用于没有外力作用的封闭系统。

在现实世界中,外力很难完全忽略,因此动量守恒定律只能作为近似估计使用。

总结:动量守恒定律是力学中的重要定律,它描述了一个封闭系统中的总动量保持不变。

动量守恒定律可以通过物体的质量和速度来计算碰撞后物体的速度。

但需要注意的是,动量守恒定律只适用于没有外力作用的封闭系统。

(完整word版)专题6:碰撞与动量守恒知识点(学生版)

(完整word版)专题6:碰撞与动量守恒知识点(学生版)

第六章: 碰撞与动量守恒一、冲量与动量、动量与动能概念(1)冲量I: 公式: , 是量. 两个冲量相同必定是, 讲冲量必须明确是的冲量, 单位是.(2)动量p:公式:, 是量.两个动量相同必定是, 单位是.(3)动量与动能(Ek=mv2)的关系是: 。

动量与动能的最大区别是。

(4)冲量与动量变化的关系(动量定理): 。

做功与动能变化的关系(动能定理): 。

二、动量定理1. 动量定理表示式: . 式中:(1)FΔt指的是;(2)Δp指的是, 它的方向, 但Δp一定跟方向相同;(3)冲量大小描述的是动量变化的多少, 不是动量多少, 冲量方向描述的是动量变化的方向, 不一定与动量的方向相同或相反.2. 牛顿第二定律的另一种表达形式: 据F=ma得F=m , 即是作用力F等于物体动量的变化率Δp/Δt, 两者大小相等, 方向相同.3. 变力的冲量: 不能用Ft直接求解, 如果用动量定理Ft=Δp来求解, 只要知道物体的状态,就能求出I, 简捷多了注意:若F是变量时, 它的冲量不能写成Ft, 而只能用I表示.4.曲线运动中物体动量的变化:曲线运动中速度方向往往都不在同一直线上, 如用Δp=mv′-mv0来求动量的变化量, 是矢量运算, 比较麻烦, 而用动量定理I=Δp来解, 只要知道I, 便可求出Δp, 简捷多了.三、动量守恒条件专题1. 外力: 的作用力.2. 内力: 的作用力.3. 系统动量守恒条件:四、动量守恒定律各种不同表达式的含义及其应用专题1. p=p′( )2. Δp=0( )3. Δp1=-Δp2( )4. m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′( )5. 以上各式的运算都属运算, 高中阶段只限于讨论一维情况(物体相互作用前、后的速度方向都在同一直线上), 可用表示方向. 处理时首先规定, 和规定正方向相同的为正, 反之为负, 这样就转化为代数运算式, 但所有的动量都必须相对于同一参照系.五、平均动量守恒专题若系统在全过程中动量守恒(包括单方向动量守恒), 则这一系统在全过程中的平均动量也必定守恒. 如果系统是由两个物体组成, 且相互作用前均静止、相互作用后均发生运动, 则由0=m1 -m2 得推论: m1s1=m2s2, 使用时应明确s1.s2必须是相对同一参照物位移的大小.六、多个物体组成的系统动量守恒专题有时应用整体动量守恒, 有时只应用某部分物体动量守恒, 有时分过程多次应用动量守恒, 有时抓住初、末状态动量守恒即可, 要善于选择系统、善于选择过程来研究.七、爆炸、碰撞和反冲(了解)1. 碰撞过程是指: 作用时间很短, 作用力大. 碰撞过程两物体产生的位移可忽略.2.爆炸、碰撞和反冲动量近似守恒: 有时尽管合外力不为零, 但是内力都远大于外力, 且作用时间又非常短, 所以合外力产生的冲量跟内力产生冲量比较都可忽略, 总动量近似守恒.3. 三种碰撞的特点:(1)弹性碰撞: 碰撞结束后, 形变全部消失, 末态动能没有损失. 所以, 不仅守恒, 而且相等, 即(2)一般碰撞:碰撞结束后, 形变部分消失, 动能有部分损失. 所以, 守恒, 而不相等, 即(3)完全非弹性碰撞: 碰撞结束后, 两物体合二为一, 以同一速度运动;形变完全保留, 动能损失最大.所以, 守恒, 而不相等, 即4. “一动一静”弹性正碰的基本规律(完全碰撞问题)如图5—32所示, 一个动量为m1v1的小球, 与一个静止的质量为m2的小球发生弹性正碰, 这种最典型的碰撞, 具有一系列应用广泛的重要规律(1)动量守恒, 初、末动能相等, 即(2)根据①②式, 碰撞结束时, 主动球(m1)与被动球(m2)的速度分别为(3)判定碰撞后的速度方向当m1>m2时;v′1>0, v′2>0: 两球均沿初速v1方向运动.当m1=m2时;v′1=0, v′2=v1: 两球交换速度, 主动球停下, 被动球以v1开始运动.当m1<m2时;v′1<0, v′2>0: 主动球反弹, 被动球沿v1方向运动.5. “一动一静”完全非弹性碰撞的基本计算关系(子弹模型)如图5—33所示, 在光滑水平面上, 有一块静止的质量为M的木块, 一颗初动量为mv0的子弹, 水平射入木块, 并深入木块d, 且冲击过程中阻力f恒定.(1)碰撞后共同速度(v)根据动量守恒, 共同速度为v=……①(2)木块的冲击位移(s)设平均阻力为f, 分别以子弹, 木块为研究对象, 根据动能定理, 有fs=Mv2………②, f(s+d)=m - mv2……③由①、②和③式可得s=d<d在物体可视为质点时:d=0, s=0——这就是两质点碰撞瞬时, 它们的位置变化不计的原因(3)冲击时间(t)以子弹为研究对象, 根据子弹相对木块作末速为零的匀减速直线运动, 相对位移d=v0t, 所以冲击时间为: t=(4)产生的热能Q在认为损失的动能全部转化为热能的条件下Q=ΔE K=f·s相=fd=12m2v()MM m。

(完整版)动量守恒定律总结整理版

(完整版)动量守恒定律总结整理版

一、动量:1、定义:物体的_________和________的乘积。

2、定义式:p=____________。

3、单位:___________。

4、方向:动量是矢量,方向与___________的方向相同,因此动量的运算服从_____________法则。

5、动量的变化量:(1)定义:物体在某段时间内________与_________的矢量差(也是矢量)。

(2)公式:∆P=_______________(矢量式)。

(3)方向:与速度变化量的方向相同,(4)同一直线上动量变化的计算:选定一个正方向,与正方向同向的动量取正值,与正方向反向的动量取负值,从而将矢量运算简化为代数运算。

计算结果中的正负号仅代表_________,不代表_________。

二、动量定理1、力与的乘积叫做力的冲量。

2、冲量的数学表达式为I= ,单位:。

3、冲量是矢量,其方向与一致。

3、动量定理的内容是:。

4、动量定理的数学表达式为:。

三、动量守恒定律2、什么是系统?什么是内力和外力?(1)系统:相互作用的物体组成系统。

(2)内力:系统内物体相互间的作用力(3)外力:外物对系统内物体的作用力3.动量守恒定律(law of conservation of momentum)(1)内容(2)适用条件:(3)公式:(l)动量守恒定律的适用对象:①动量守恒定律的研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统,而不是单个物体.(2)动量守恒定律的适用条件:①物体系,不受外力或所受合外力为零.②系统某一方向的动量守恒,如果系统所受合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,那么系统在这一方向上的动量分量守恒,即在这个方向上可运用动量守恒定律.③动量守恒定律的近似应用:在实际问题中,常有系统所受外力不为零,但如果系统内的相互作用力远大于作用于系统的外力时(如碰撞、爆炸),忽略外力的冲量所引起的系统动量的变化,可以运用动量守恒定律近似求解.这种情况是最常见的.(2)正确把握动量守恒的特点:①动量守恒定律的表达式是矢量式,②要注意动量的相对性和瞬时性,(3)应用动量守恒定律解题的主要步骤:①分析所研究的物理过程,确定研究对象,即系统所包括的物体.②分析过程中,系统所受外力情况判定是否满足动量守恒条件.③选定正方向,确定过程初、末两状态下系统中各物体的动量大小及方向(正、负).④根据动量守恒定律列方程、求解并对结果的方向作出说明.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。

动量守恒定律知识点总结

动量守恒定律知识点总结

动量守恒定律知识点总结
动量守恒定律是指在一个系统内,如果没有外力作用,系统的总动量保持不变。

1. 动量的定义:动量是物体运动的性质,它等于物体的质量乘以其速度。

动量的公式为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。

2. 动量守恒定律的表述:在一个系统内,如果没有外力作用,系统的总动量保持不变。

即,系统中所有物体的动量之和在时间上保持恒定。

3. 动量守恒定律的应用范围:动量守恒定律适用于任何封闭系统,也就是系统内除了系统内的物体之外没有其他物体对其产生外力的作用。

4. 动量守恒定律的证明:动量守恒定律可以通过牛顿第二定律进行推导。

根据牛顿第二定律 F = ma,在没有外力作用时,加速度为零,即 a = 0。

代入a = Δv / Δt,可得Δv = 0,即物体的速度变化量为零。

因此,物体的速度保持不变,即动量保持不变。

5. 动量守恒定律的应用举例:动量守恒定律可以用于解释一系列物理现象,例如碰撞、爆炸等。

在碰撞过程中,物体之间会相互交换动量,但系统的总动量保持不变。

6. 动量守恒定律与能量守恒定律的关系:动量守恒定律和能量
守恒定律是两个独立的定律。

虽然两个定律可以同时适用于某些物理现象,但在某些情况下两者并不等价。

例如,对于完全弹性碰撞,动量守恒定律和能量守恒定律都成立;但对于非弹性碰撞,虽然动量守恒定律仍然成立,但能量守恒定律不成立。

总之,动量守恒定律是物理学中的一条重要定律,它描述了系统内动量的守恒性质。

在许多物理现象的分析中,我们可以利用动量守恒定律来推导和解释物理现象的规律。

动量守恒知识点总结

动量守恒知识点总结

动量守恒知识点总结一、动量守恒定律的内容。

1. 表述。

- 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。

- 表达式:对于两个物体组成的系统,通常表示为m_1v_1 +m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'(作用前总动量等于作用后总动量)。

二、动量守恒定律的适用条件。

1. 系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。

- 例如,在光滑水平面上,两个滑块相互碰撞的系统,水平方向没有外力作用,系统在水平方向动量守恒。

2. 系统所受外力远小于内力。

- 如爆炸过程,炸药爆炸时内力(化学能转化为机械能产生的力)远远大于系统所受的外力(如空气阻力等),此时可近似认为系统动量守恒。

3. 系统在某一方向上不受外力或所受外力的矢量和为零,则系统在该方向上动量守恒。

- 例如,一个物体沿光滑斜面下滑,斜面静止在粗糙水平面上。

把物体和斜面看成一个系统,在水平方向系统不受外力,水平方向动量守恒;而在竖直方向系统受到重力和支持力,合力不为零,竖直方向动量不守恒。

三、动量守恒定律的应用。

1. 碰撞问题。

- 弹性碰撞。

- 特点:碰撞过程中系统的动量守恒,机械能也守恒。

- 对于两个物体的弹性碰撞,设质量分别为m_1、m_2,碰撞前速度分别为v_1、v_2,碰撞后速度为v_1'、v_2'。

- 根据动量守恒定律m_1v_1 + m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2',根据机械能守恒定律(1)/(2)m_1v_1^2+(1)/(2)m_2v_2^2=(1)/(2)m_1v_1'^2+(1)/(2)m_2v_2'^2。

- 当m_1 = m_2时,v_1'=v_2,v_2'=v_1,即两质量相同的物体发生弹性碰撞后交换速度。

- 非弹性碰撞。

- 特点:碰撞过程中系统动量守恒,但机械能不守恒,有一部分机械能转化为内能等其他形式的能。

- 完全非弹性碰撞是一种特殊的非弹性碰撞,碰撞后两物体粘在一起,以共同速度运动。

动量守恒知识点精华

动量守恒知识点精华

动量守恒知识点精华动量守恒是物理学中的一个重要定律,它描述了一个封闭系统中的物体或粒子总动量不会变化的原理。

在本文中,我将为您介绍一些动量守恒知识的精华内容。

一、动量的定义动量(Momentum)是一个物体运动的属性,它可以用来描述物体运动时的“量级”和“方向”,是动量守恒的重要基础概念。

动量的定义公式为:M = m * v其中,M表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。

二、封闭系统与动量守恒在物理学中,我们经常研究的是封闭系统中的物体或粒子,即不受外界力的干扰,从而保证动量守恒的条件。

对于一个封闭系统,其总动量在任何时刻都保持不变,即初始动量与末尾动量相等。

这可以用以下公式表示:ΣMi = ΣMf其中,ΣMi表示初始动量的总和,ΣMf表示末尾动量的总和。

三、弹性碰撞与动量守恒弹性碰撞是指碰撞过程中物质的动能和动量都能得到保持的碰撞。

在弹性碰撞中,物体的动量守恒是成立的。

弹性碰撞的特点是,在碰撞前后物体之间没有能量损失,动能得到完全转移。

四、非弹性碰撞与动量守恒非弹性碰撞是指碰撞过程中物质的动能不能完全得到保持的碰撞。

在非弹性碰撞中,物体的动量守恒依然成立,但动能发生改变。

这种情况下,碰撞过程中会有一部分动能转化为其他形式的能量,比如热能或声能。

五、动量守恒的应用动量守恒定律在物理学中有广泛的应用,以下是几个与动量守恒相关的实际应用:1.交通事故分析:通过分析车辆碰撞前后的动量变化,判断事故的原因和责任。

2.高尔夫运动:通过调整击球杆的角度和速度,使得高尔夫球的动量得到最大化。

3.火箭推进原理:火箭在发射过程中通过喷射高速气体来产生巨大的反冲力,以实现动量守恒。

六、总结动量守恒是物理学中的一项基本定律,描述了封闭系统中物体或粒子的总动量不会变化的原理。

它在解释和分析碰撞、运动和力学等方面具有重要的应用价值。

通过深入理解动量守恒的知识点,我们能够更好地解释和预测物体或粒子的运动行为。

(完整word版)动量、动量守恒定律知识点总结

(完整word版)动量、动量守恒定律知识点总结

龙文教育动量知识点总结一、对冲量的理解1、I =Ft :适用于计算恒力或平均力F 的冲量,变力的冲量常用动量定理求。

2、I 合 的求法:A 、若物体受到的各个力作用的时间相同,且都为恒力,则I 合=F 合.tB 、若不同阶段受力不同,则I 合为各个阶段冲量的矢量和。

1、意义:冲量反映力对物体在一段时间上的积累作用,动量反映了物体的运动状态。

2、矢量性:ΔP 的方向由v ∆决定,与1p 、2p 无必然的联系,计算时先规定正方向。

三、对动量守恒定律的理解:1、研究对象:相互作用的物体所组成的系统2、条件: A 、理想条件:系统不受外力或所受外力有合力为零。

B 、近似条件:系统内力远大于外力,则系统动量近似守恒。

C 、单方向守恒:系统单方向满足上述条件,则该方向系统动量守恒。

四、碰撞类型及其遵循的规律:结论:等质量 弹性正碰 时,两者速度交换。

依据:动量守恒、动能守恒五、判断碰撞结果是否可能的方法:碰撞前后系统动量守恒;系统的动能不增加;速度符合物理情景。

动能和动量的关系:m p E K 22= K mE p 2=六、反冲运动:1、定义:静止或运动的物体通过分离出一部分物体,使另一部分向反方向运动的现象叫反冲运动。

2、规律:系统动量守恒3、人船模型:条件:当组成系统的2个物体相互作用前静止,相互作用过程中满足动量守恒。

七、临界条件:“最”字类临界条件如压缩到最短、相距最近、上升到最高点等的处理关键是——系统各组成部分具有共同的速度v 。

八、动力学规律的选择依据:1、题目涉及时间t ,优先选择动量定理;2、题目涉及物体间相互作用,则将发生相互作用的物体看成系统,优先考虑动量守恒;3、题目涉及位移s ,优先考虑动能定理、机械能守恒定律、能量转化和守恒定律;4、题目涉及运动的细节、加速度a ,则选择牛顿运动定律+运动学规律;九、表达规范:说明清楚研究对象、研究过程、规律、规定正方向。

典型练习一、基本概念的理解:动量、冲量、动量的改变量1、若一个物体的动量发生了改变,则物体的( ) A 、速度大小一定变了 B 、速度方向一定变了 C 、速度一定发生了改变 D 、加速度一定不为02、质量为m 的物体从光滑固定斜面顶端静止下滑到底端,所用的时间为t, 斜面倾角为θ。

动量守恒知识点精华

动量守恒知识点精华

动量守恒知识点精华在物理学的广袤领域中,动量守恒定律是一个极其重要的概念,它不仅在理论研究中具有关键地位,还在实际应用中发挥着巨大作用。

让我们一起来深入探索动量守恒的精彩世界。

首先,我们得明白什么是动量。

动量可以简单理解为物体运动的“冲击力”。

它等于物体的质量乘以其速度。

用公式表示就是:p =mv,其中 p 是动量,m 是物体的质量,v 是物体的速度。

那么,动量守恒又是怎么一回事呢?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。

这就好像是在一个封闭的盒子里,里面的物体相互碰撞、运动,但是整个盒子不受外界的干扰,那么盒子里所有物体的动量总和始终是恒定的。

为了更深入理解动量守恒,我们来看几个具体的例子。

比如,在光滑水平面上,有两个质量分别为 m1 和 m2 的小球,它们的速度分别为v1 和 v2,然后它们发生了正碰。

在碰撞过程中,由于水平方向没有外力作用,所以系统在水平方向上的动量守恒。

也就是说,m1v1 +m2v2 = m1v1' + m2v2',其中 v1'和 v2'是碰撞后的速度。

再比如,一个炸弹在空中爆炸成几块碎片。

在爆炸的瞬间,炸弹所受的外力(重力)相较于爆炸产生的内力来说可以忽略不计,所以炸弹在爆炸前的总动量等于爆炸后各个碎片的动量之和。

在实际问题中,我们如何运用动量守恒定律呢?第一步,要明确研究对象,确定所研究的系统。

第二步,分析系统所受的外力,如果外力的矢量和为零,就可以运用动量守恒定律。

第三步,根据动量守恒定律列出方程,求解未知量。

动量守恒定律具有很多重要的特点和性质。

首先,它是一个矢量式,这意味着在考虑动量守恒时,不仅要关注大小,还要注意方向。

其次,动量守恒定律在任何惯性参考系中都是成立的,这保证了它的普适性。

与动量守恒密切相关的还有能量守恒定律。

在很多情况下,动量守恒和能量守恒会同时起作用,帮助我们解决复杂的物理问题。

动量守恒知识点精华

动量守恒知识点精华

动量守恒知识点精华在物理学的广阔天地中,动量守恒定律犹如一颗璀璨的明星,照亮着我们理解物体运动和相互作用的道路。

它不仅在理论研究中具有重要地位,更在实际生活和工程应用中发挥着关键作用。

接下来,让我们一同深入探索动量守恒这一重要知识点的精华所在。

首先,我们来明确一下动量的概念。

动量(momentum)可以简单地理解为物体的质量与速度的乘积,用公式表示就是$p = mv$ ,其中$p$ 表示动量,$m$ 是物体的质量,$v$ 是物体的速度。

动量是一个矢量,其方向与速度的方向相同。

那么,什么是动量守恒呢?动量守恒定律指出:在一个孤立系统中,系统的总动量保持不变。

这里的孤立系统是指不受外力或者所受外力的矢量和为零的系统。

为了更深入地理解动量守恒定律,让我们通过一些具体的例子来感受一下。

想象一个光滑水平面上的碰撞实验,有两个质量分别为$m_1$ 和$m_2$ 的小球,以速度$v_1$ 和$v_2$ 相向运动,碰撞后它们的速度分别变为$v_1'$和$v_2'$。

由于水平方向没有摩擦力等外力作用,这个系统就是孤立的。

根据动量守恒定律,我们可以列出方程:$m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2'$。

再比如,火箭发射的过程。

火箭燃料燃烧产生的高温高压气体向下高速喷出,与此同时,火箭向上运动。

在这个过程中,火箭和喷出的气体构成一个系统。

由于系统在竖直方向上所受的外力(重力)远小于内力(燃料燃烧产生的推力),所以可以近似认为系统动量守恒。

动量守恒定律有着广泛的应用。

在日常生活中,比如台球桌上的球相互碰撞,我们可以利用动量守恒来分析球的运动状态变化。

在工程领域,例如航天器的轨道调整、导弹的发射等,动量守恒定律都为设计和计算提供了重要的理论依据。

从解题的角度来看,运用动量守恒定律解决问题通常需要以下几个步骤:第一步,确定研究对象。

要明确我们所关注的是哪一个系统,判断这个系统是否满足动量守恒的条件。

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动量守恒知识点精华选修3-5第十六章《动量守恒定律》知识归纳1.力的三种效应:力的瞬时性(产生a )F=ma 、⇒运动状态发生变化⇒牛顿第二定律时间积累效应(冲量)I=Ft 、⇒动量发生变化⇒动量定理空间积累效应(做功)w=Fs ⇒动能发生变化⇒动能定理2.动量观点动量:p=mv=K mE 2冲量:I =Ft {I:冲量(N•s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F 决定,单位是牛顿·秒}动量定理:内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。

公式: F 合t = mv ’一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)I=F 合t=F 1t 1+F 2t 2+---=∆p=P 末-P 初=mv 末-mv 初动量守恒定律:内容、守恒条件、不同的表达式及含义:'p p =;0p =∆;21p -p ∆=∆ 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′)ΔP =0 (系统总动量变化为0)如果相互作用的系统由两个物体构成,动量守恒的具体表达式为P 1+P 2=P 1′+P 2′ (系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量)m 1V 1+m 2V 2=m 1V 1′+m 2V 2′ΔP =-ΔP ' (两物体动量变化大小相等、方向相反)实际中应用有:m 1v 1+m 2v 2='22'11v m v m +; 0=m 1v 1+m 2v 2 m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v 共原来以动量(P)运动的物体,若其获得大小相等、方向相反的动量(-P),是导致物体静止或反向运动的临界条件。

即:P+(-P)=0注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、相对性矢量性:对一维情况,先选定某一方向为正方向,速度方向与正方向相同的速度取正,反之取负,把矢量运算简化为代数运算。

相对性:所有速度必须是相对同一惯性参照系。

同时性:表达式中v 1和v 2必须是相互作用前同一时刻的瞬时速度,v 1’和v 2’必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度。

解题步骤:选对象,划过程;受力分析。

所选对象和过程符合什么规律?用何种形式列方程;(先要规定正方向)求解并讨论结果。

【知识延伸】动量、功和能 (重点是定理、定律的列式形式)力的瞬时性F=ma 、时间积累I=Ft 、空间积累w=Fs力学:p=mv=K mE 2动量定理 I=F 合t=F 1t 1+F 2t 2+---=∆p=P 末-P 初=mv 末-mv 初动量守恒定律的守恒条件和列式形式:'p p =;0p =∆;21p -p ∆=∆【解题技巧归纳】1、碰撞模型:特点和注意点:①动量守恒;②碰后的动能不可能比碰前大;③对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。

m 1v 1+m 2v 2='22'11v m v m + (1) 'K 2'K 1K 2k 12121E m 2E m 2E m 2E m 2+=+ '222'12221mv 21mv 21mv 21mv 21+=+ (2 ) 2221212m P 2m P +=2'221'212m P 2m P + '1v =2112122m m )v m -(m v m 2++ '2v =2121211m m )v m -(m v m 2++ 2、一动一静的弹性正碰:即m 2v 2=0 ;222v m 21=0 代入(1)、(2)式 (1) 动量守恒:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1'+m 2v 2'(2)动能守恒:21m 1v 12+21m 2v 22=21m 1v 1' 2+21m 2v 2' 2 E K =m2p mv 2122='1v =21121m m )v m -(m +(主动球速度下限) '2v =2111m m v m 2+(被碰球速度上限) 讨论(1):当m 1>m 2时,v 1'>0,v 2'>0 v 1′与v 1方向一致; 当m 1>>m 2时,v 1'≈v 1,v 2'≈2v 1 (高射炮打蚊子)当m 1=m 2时,v 1'=0,v 2'=v 1 即m 1与m 2交换速度当m 1<m 2时,v 1'<0(反弹),v 2'>0 v 2′与v 1同向;当m 1<<m 2时,v 1'≈-v 1,v 2'≈0 (乒乓球撞铅球)讨论(2): 被碰球2获最大速度、最大动量、最大动能的条件为A.初速度v 1一定,当m 1>>m 2时,v 2'≈2v 1B .初动量p 1一定,由p 2'=m 2v 2'=122211121121+=+m m v m m m v m m ,可见,当m 1<<m 2时,p 2'≈2m 1v 1=2p 1C .初动能E K1一定,当m 1=m 2时,E K2'=E K1 3、一动一静:若v 2=0, m 1=m 2时, 。

m 1>>m 2时, 。

m 1<<m 2时, 。

4、静的完全非弹性碰撞(子弹打击木块模型)重点mv 0+0=(m+M)'v 'v =Mm mv 0+(主动球速度上限,被碰球速度下限) 20mv 21='2M)v m (21++E 损 E 损=20mv 21一'2M)v (m 21+=M)2(m mMv 20+ 由上可讨论主动球、被碰球的速度取值范围21121m m )v m -(m +<v 主<M m mv 0+ M m mv 0+<v 被<2111m m v m 2+ 讨论:①E 损 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能E 损=fd 相=μmg ·d 相=20mv 21一'2M)v (m 21+=M)2(m mMv 20+⇒ d 相=M)f 2(m mMv 20+=M)g(m 2mMv 20+μ ②也可转化为弹性势能;③转化为电势能、电能发热等等5、人船模型一个原来处于静止状态的系统,在系统内发生相对运动的过程中,在此方向遵从动量守恒mv=MV ms=MS s+S=d ⇒s=d M m M + Mm L L m M = 【考点归纳】1、冲量:冲量可以从两个侧面的定义或解释。

①作用在物体上的力和力的作用时间的乘积, 叫做该力对这物体的冲量。

②冲量是力对时间的累积效应。

力对物体的冲量, 使物体的动量发生变化; 而且冲量等于物体动量的变化。

冲量是矢量, 其大小为力和作用时间的乘积, 其方向沿力的作用方向。

如果物体在时间t 内受到几个恒力的作用, 则合力的冲量等于各力冲量的矢量和, 其合成规律遵守平行四边形法则。

2、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 。

单位是千克米 / 秒。

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, 我们啊3、动量定理:物体动量的增量, 等于相应时间间隔力, 物体所受合外力的冲量。

表达式为I = ∆P 或12mv mv Ft -=。

运用动量定理要注意①动量定理是矢量式。

合外力的冲量与动量变化方向一致, 合外力的冲量方向与初末动量方向无直接联系。

②合外力可以是恒力, 也可以是变力。

在合外力为变力时, F 可以视为在时间间隔t 内的平均作用力。

③动量定理不仅适用于单个物体, 而且可以推广到物体系。

4、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P P P P A B A B +='+'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。

5、动量与动能、冲量与功、动量定理与动能定理、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。

比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移——速度的变化可以用动量守恒, 若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去计算了。

所以动量和动能是从不同侧面反映和描述机械运动的物理量。

冲量与功的比较, 冲量描述的是力的时间累积效应, 功是力的空间累积效应。

冲量是矢量, 功是标量。

冲量过程一般伴随着动量的变化过程, 而做功过程一般伴随着动能的改变过程。

至于究竟从哪一角度来研究, 要根据实际需要来决定。

动量定理与动能定理的比较, 两个定理是冲量与动量变化, 功与动能变化之间关系的具体表述。

前一个是矢量式, 后一个是标量式。

在一个物体系内, 作用力与反作用力冲量总是等值反向, 并在一条直线上, 内力冲量的矢量和等于零, 但内力功的代数和不一定为零, 在子弹打木块的问题中一对滑动摩擦力做功的代数和等于系统内能的增量。

动量守恒定律与机械能守恒定律比较, 前者是矢量式, 有广泛的适用范围, 而后者是标量式其适用范围则要窄得多。

这些区别在使用中一定要注意。

6、碰撞:两个物体相互作用时间极短, 作用力又很大, 其他作用相对很小, 运动状态发生显著化的现象叫做碰撞。

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