高考物理大二轮总复习与增分策略 专题二十一 动量守恒定律（加试）课件.ppt

专题二十一动量守恒定律(加试),考点基础自清,考点互动探究,内容索引,考点基础自清,答案,一、动量和动量定理1.动量(1)定义：运动物体的质量和的乘积叫做物体的动量，通常用p来表示.(2)表达式：p.(3)单位：.(4)标矢性：动量是矢量，其方向和方向相同.,速度,mv,kgm/s,速度,2.冲量(1)定义：力F与力的作用时间t的.(2)定义式：I.(3)单位：.(4)方向：恒力作用时，与力的方向.(5)物理意义：是一个过程量，表示力在上积累的作用效果.,答案,乘积,Ft,Ns,相同,时间,3.动量定理(1)内容：物体在一个过程始末的等于它在这个过程中所受力的.,答案,(2)表达式：,FtIp,动量变化量,冲量,pp,二、动量守恒定律1.内容如果一个系统，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律.2.适用条件(1)系统不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合力都为零，更不能认为系统处于状态.(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力它所受到的外力.,答案,不受外力,平衡,远大于,(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统动量守恒.3.动量守恒定律的不同表达形式(1)m1v1m2v2，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和.(2)p1，相互作用的两个物体动量的增量等大反向.(3)p，系统总动量的增量为零.,答案,在该方向上,m1v1m2v2,p2,0,三、碰撞1.碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力的现象.2.特点在碰撞现象中，一般都满足内力外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒.,答案,很大,远大于,3.分类,答案,守恒,最大,四、反冲运动火箭1.反冲现象(1)物体的不同部分在内力作用下向运动.(2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用定律来处理.(3)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_增加.,答案,相反方向,动量守恒,机械,能,2.火箭(1)工作原理：利用反冲运动.火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得巨大的.(2)设火箭在t时间内喷射燃气的质量是m，喷出燃气的速度大小是u，喷出燃气后火箭的质量是m，则火箭获得的速度大小v.,答案,反作用力,解析,1,2,3,4,5,加试基础练,1.(多选)关于物体的动量，下列说法中正确的是()A.物体的动量越大，其惯性也越大B.同一物体的动量越大，其速度一定越大C.物体的加速度不变，其动量一定不变D.运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向,1,2,3,4,5,解析物体的动量越大，即质量与速度的乘积越大，不一定惯性(质量)越大，A错；同一物体，质量一定，动量越大，速度一定越大，B对；物体的加速度不变，速度一定变化，其动量一定变化，C错；动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同，D对.,1,2,3,4,5,2.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,解析踢腿、甩手臂对整个身体系统来讲是内力，内力不改变系统整体的运动状态.,解析,A.1.6kgm/sB.2.4kgm/sC.4.0kgm/sD.5.6kgm/s,3.如图1所示，一足球运动员踢一个质量为0.4kg的足球.若开始时足球的速度是4m/s，方向向右，踢球后，球的速度为10m/s，方向仍向右(如图所示)，则踢球过程中足球动量的变化量大小(),1,2,3,4,5,解析,图1,解析取向右为正方向，初动量为p1mv10.44kgm/s1.6kgm/s，末动量为p2mv20.410kgm/s4.0kgm/s，则动量的变化量大小为pp2p12.4kgm/s.,4.如图2所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，mA2mB.当弹簧压缩到最短时，A物体的速度为(),图2,1,2,3,4,5,解析,解析弹簧压缩至最短时，A、B有共同速度，由动量守恒定律知mBv(mAmB)v共，而mA2mB，得v共，B正确.,1,2,3,4,5,5.现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞.已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是()A.弹性碰撞B.非弹性碰撞C.完全非弹性碰撞D.条件不足，无法确定,解析,返回,解析由动量守恒3mvmv0mv所以v2v,考点互动探究,1.动量定理的理解(1)矢量式.(2)F既可以是恒力也可以是变力.(3)冲量是动量变化的原因.,2.用动量定理解释现象(1)p一定时，F的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小.(2)F一定，此时力的作用时间越长，p就越大；力的作用时间越短，p就越小.分析问题时，要把哪个量一定，哪个量变化搞清楚.,例1质量是60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，他被悬挂起来.已知安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，取g10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为()A.500NB.600NC.1100ND.100N,受安全带的保护经1.2s速度减小为0，对此过程应用动量定理，以向上为正方向，,有(Fmg)t0(mv)，则Fmg1100N，C正确.,解析,技巧点拨,动量定理的两个重要应用1.应用Ip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IFt求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化量p，等效代换变力的冲量I.2.应用pFt求动量的变化例如，在曲线运动中，速度方向时刻在变化，求动量变化(pp2p1)需要应用矢量运算方法，计算比较复杂，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.,解析,1,2,变式题组,1.物体受到的冲量越大，则()A.它的动量一定越大B.它的动量变化一定越快C.它的动量的变化量一定越大D.它所受到的作用力一定越大,解析由动量定理可知，物体所受的力的冲量总是等于物体动量的变化量，与物体的动量无关，A、B错误，C正确；物体所受的力的冲量由作用力与作用时间共同决定，D错误.,1,2,2.(2016金华市联考)跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于()A.人跳在沙坑里的动量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑里的动量变化比跳在水泥地上小C.人跳在沙坑里受到的冲量比跳在水泥地上小D.人跳在沙坑里受到的冲力比跳在水泥地上小,解析,1,2,解析人跳远从一定高度落下，落地前的速度一定，则初动量相同；落地后静止，末动量一定，所以人下落过程的动量变化量p一定，因落在沙坑里作用时间长，落在水泥地上作用时间短，根据动量定理Ftp知，t长F小，故D对.,动量守恒的“四性”(1)矢量性：表达式中初、末动量都是矢量，需要首先选取正方向，分清各物体初、末动量的正、负.(2)瞬时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初始时刻的总动量相等.(3)同一性：速度的大小跟参考系的选取有关，应用动量守恒定律，各物体的速度必须是相对于同一参考系的速度，一般选地面为参考系.(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统.,例2两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg，乙车和磁铁的总质量为1kg.两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动.某时刻甲的速率为2m/s，乙的速率为3m/s，方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰.求：(1)两车最近时，乙的速度大小；,解析两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为v，取乙车的速度方向为正方向.由动量守恒定律得m乙v乙m甲v甲(m甲m乙)v，所以两车最近时，乙车的速度为,解析答案,答案1.33m/s,(2)甲车开始反向运动时，乙车的速度大小.,解析甲车开始反向时，其速度为0，设此时乙车的速度为v乙，由动量守恒定律得m乙v乙m甲v甲m乙v乙，,答案2m/s,解析答案,规律总结,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.,解析,3,4,变式题组,3.如图3所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5m/s，乙同学和他的车的总质量为200kg，碰撞前向左运动，速度的大小为4.25m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)(),图3,A.1m/sB.0.5m/sC.1m/sD.0.5m/s,3,4,解析两车碰撞过程动量守恒m1v1m2v2(m1m2)v,4.(2016兰溪市联考)如图4所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mAmC2m，mBm，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不拴接).开始时A、B以共同速度v0运动，C静止.某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同.求B与C碰撞前B的速度.,3,4,图4,解析答案,解析设共同速度为v，滑块A和B分开后B的速度为vB，由动量守恒定律有(mAmB)v0mAvmBvBmBvB(mBmC)v,3,4,1.碰撞现象满足的三个规律：(1)动量守恒：即p1p2p1p2.,(3)速度要合理若碰前两物体同向运动，则碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体仍同向运动，则应有v前v后.碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变.,2.碰撞问题解题策略(1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件，列出相应方程求解.(2)可熟记一些公式，例如“一动一静”模型中，两物体发生弹性正碰后的速度满足：,当两球质量相等时，两球碰撞后交换速度.,例3如图5所示，光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为mA3m，mBmCm，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变.求B与C碰撞前B的速度大小.,图5,解析答案,解析设A与B碰撞后，A的速度为vA，B与C碰撞前B的速度为vB，B与C碰撞后粘在一起的速度为v，由动量守恒定律得对A、B木块：mAv0mAvAmBvB对B、C木块：mBvB(mBmC)v由A与B间的距离保持不变可知vAv联立式，代入数据得,变式题组,5.两球A、B在光滑水平