2016-2017学年高中物理 第16章 动量守恒定律新人教版选修3-5

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 选修 3-5 动量守恒定律 第十六章 章 末 小 结 第十六章 规 律 方 法2 触 及 高 考3 考 题 探 析4 临 场 练 兵5 知 识 结 构1 知 识 结 构 规 律 方 法 一、 动 量、 动 能、 动 量 变 化量的比 较 二、 动 量定理的 应 用 1 定性解 释 一些物理 现 象 在动量变化一定的情况下，如果需要增大作用力，必须缩短作用时间。如果需要减小作用力，必须延长作用时间， 这就是缓冲作用。 2 定量 计 算 在用动量定理计算有关问题时，要注意力必须是物体所受的合外力，以及动量定理的矢量性，求解前先规定正方向 ，再简化为代数运算 (一维碰撞时 )。 3 动 量定理是解决 动 力学 问题 的一种重要方法 对于只涉及物体运动时间而不涉及加速度的问题，用动量定理要比用牛顿运动定律解题方便得多。 点 评 ： 物体的 动 量 变 化与物体所受合外力的冲量有关， 因此解决 这 一 类问题 要注意研究 对 象和研究 过 程中物体的受 力分析。 三、 动 量守恒定律及其 应 用 1 守恒条件 (1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒。 (2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。 (3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。 2 三种常 见 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)。 实际应用时的三种常见形式： a m1v1 m2v2 m1v1 m2v2(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统 )。 b 0 m1v1 m2v2(适用于原来静止的两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲等，两者速率及位移 大小与各自质量成反比 )。 c m1v1 m2v2 (m1 m2)v(适用于两物体作用后结合为一体或具有相同速度的情况，完全非 弹性碰撞 )。 (2)p 0(系统总动量不变 )。 (3)p1 p2(相互作用的两物体组成的系统，两物体动量增量大小相等、方向相反 )。 3 动 量守恒定律在多物体 问题 及 临 界 问题 中的 应 用 (1)对 于两个以上的物体 组 成的物体系 正确分析相互作用过程中各物体状态的变化情况，建立运动模型。 分清作用过程的各个阶段和联系各阶段的状态量。 合理选取研究对象，既要符合动量守恒的条件，又要便于解题。 (2)对 于 临 界 问题 在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体相距最近，避免相碰和物体开始反向运动等临界问题。这 类问题的求解关键是充分利用反证法、极限法分析物体的临界状态，挖掘问题中隐含的临界条件，选取适当的系统和过程， 运用动量守恒定律进行解答。 四、 弹 性碰撞与非 弹 性碰撞 1 碰撞的种 类 及特点分类标准 种类 特点 能量是 否守恒 弹性碰撞 动量守恒，机械能守恒 非弹性碰撞 动量守恒，机械能有损失 完全非弹性碰撞 动量守恒，机械能损失最大 碰撞前后 动量是否 共线 对心碰撞 (正碰 ) 碰撞前后速度共线 非对心碰撞 (斜碰 ) 碰撞前后速度不共线 2碰撞和爆炸的比 较 名称 比较项目 爆炸 碰撞 相 同 点 过程 特点 都是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均作用力很大，且远 大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒。 能量 情况 都满足能量守恒，总能量保持不变 不 同 点 动能、机械能情 况 有其他形式的能转化为动能，动能会增加 ，机械能不守恒。 弹性碰撞时动能不变，非弹性碰撞时动能要损失，动 能转化为内能，动能减少，机械能不守恒。 3.反冲运 动 (1)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。 (2)反冲运动的过程中，如果合外力为零或外力的作用远小于物体间的相互作用力，可利用动量守恒定律来处理。 (1)计算与 C碰撞前瞬间 AB的速度； (2)根据 AB与 C的碰撞过程分析 k的取值范围，并讨论与 C碰撞后 AB的可能运动方向。 代入数据解得： k 6 此 时 AB的运 动 方向与 C相反 若 AB与 C发 生碰撞后 AB的速度 为 0，由 动 量守恒定律得 2mv2 kmv 代入数据解得 k 4 总 上所述得 当 2k 4时 ， AB的运 动 方向与 C相同 当 k 4时 ， AB的速度 为 0 当 4 k6时 ， AB的运 动 方向与 C相反。 答案： 见解析 触 及 高 考 1动量守恒定律属于高考热点，动量概念的考查也是个重点。 2以碰撞、反冲、爆炸、相互摩擦打滑等为情景，与能量转化与守恒定律结合起来考查在高考题中出现频率较高 。 3动量定理和动量守恒定律在实际生活、生产、 新科技中的应用等题目在高考中可能增加。据此在学习中要重 视这部分基本概念、基本理论的理解，并培养用其定性分析讨论问题的能力。 考 题 探 析 联 立 式并代入数据得 v2 1m/s 由于冰 块 与斜面体分离后的速度与小孩推出冰 块 后的速度 相同且 处 在后方，故冰 块 不能追上小孩。 答案： (1)20kg (2)冰块不能追上小孩 点 评 ： 本 题 是能量与 动 量的 综 合 应 用，意在考 查 考生 应 用 动 量守恒定律及功能关系 综 合解 题 的能力。 临 场 练 兵 C卫星在轨道 1的任何位置都具有相同加速度 D卫星在轨道 2的任何位置都具有相同动量 答案： B 答案： A 答案： 守恒；不守恒 解析： 轻绳 断开前， A、 B做匀速运 动 ，系 统 受到的拉力 F和摩擦力平衡，合外力等于零，即 F fA fB 0，所以系 统 动 量