高考物理大一轮复习 第1讲 碰撞与动量守恒课件（选修35）.ppt

选修3 5 选考部分 第1讲碰撞与动量守恒 一 动量动量守恒定律1 动量 1 定义 物体的质量与速度的乘积 2 公式 3 单位 千克 米 秒 符号 kg m s 4 意义 动量是描述物体运动状态的物理量 是矢量 其方向与速度的方向相同 p mv 2 动量变化 1 定义 物体的末动量p 与初动量p的差 2 定义式 3 矢量性 动量变化是矢量 其方向与物体的速度变化的方向相同 3 动量守恒定律 1 内容 如果系统不受外力 或者所受外力的合力为零 这个系统的总动量保持不变 p p p 2 常用的4种表达形式 p p 即系统相互作用前的总动量p和相互作用后的总动量p 大小相等 方向相同 p p p 0 即系统总动量的增量为零 p1 p2 即相互作用的系统内的两部分物体 其中一部分动量的增加量等于另一部分动量的减少量 即相互作用前后系统内各物体的动量都在同一直线上时 作用前总动量与作用后总动量相等 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 3 常见的几种守恒形式及成立条件 理想守恒 系统不受外力或所受外力的合力为零 近似守恒 系统所受外力虽不为零 但内力远大于外力 分动量守恒 系统所受外力虽不为零 但在某方向上合力为零 系统在该方向上动量守恒 跟踪训练 1 把一支弹簧枪水平固定在小车上 小车放在光滑水平地面上 枪射出一颗子弹时 关于枪 弹 车 下列说法正确的是 a 枪和弹组成的系统动量守恒b 枪和车组成的系统动量守恒c 枪弹和枪筒之间的摩擦力很小 可以忽略不计 故两者组成的系统动量近似守恒d 枪 弹 车三者组成的系统动量守恒 答案 d 解析 内力 外力取决于系统的划分 以枪和弹组成系统 车对枪的作用力是外力 系统动量不守恒 枪和车组成的系统受到系统外弹簧弹力对枪的作用力 系统动量不守恒 枪弹和枪筒之间的摩擦力属于内力 但枪筒受到车的作用力 属于外力 故二者组成的系统动量不守恒 枪 弹 车组成的系统所受合外力为零 系统的动量守恒 故d正确 二 碰撞 爆炸与反冲1 碰撞 1 碰撞现象 两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用的过程 2 碰撞特征 作用时间短 作用力变化快 内力远大于外力 满足动量守恒 3 碰撞的分类及特点 弹性碰撞 动量守恒 机械能守恒 非弹性碰撞 动量守恒 机械能不守恒 完全非弹性碰撞 动量守恒 机械能损失最多 2 爆炸现象 爆炸过程中内力远大于外力 爆炸的各部分组成的系统总动量守恒 3 反冲运动 1 物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动的现象 2 反冲运动中 相互作用力一般较大 通常可以用动量守恒定律来处理 跟踪训练 2 多选 一小型爆炸装置在光滑 坚硬的水平钢板上发生爆炸 所有碎片均沿钢板上方的圆锥面 圆锥的顶点在爆炸装置处 飞开 在爆炸过程中 下列关于爆炸装置的说法中正确的是 a 总动量守恒b 机械能增大c 水平方向动量守恒d 竖直方向动量守恒 答案 bc 解析 爆炸装置在光滑 坚硬的水平钢板上发生爆炸 与钢板间产生巨大的相互作用力 这个作用力将远远大于它所受到的重力 所以爆炸装置的总动量是不守恒的 但由于钢板对爆炸装置的作用力是竖直向上的 因此爆炸装置在竖直方向动量不守恒 而在水平方向动量是守恒的 爆炸时 化学能转化为机械能 因此 机械能增大 故b c正确 1 动量守恒的 四性 1 矢量性 表达式中初 未动量都是矢量 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时刻的总动量相等 动量守恒定律的应用 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 2 应用动量守恒定律解题的步骤 单选 2012年福建卷 如图13 1 1 质量为m的小船在静止水面上以速率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 碰撞问题分析 结论 1 当m1 m2时 v1 0 v2 v1 两球碰撞后交换了速度 2 当m1 m2时 v1 0 v2 0 碰撞后两球都向前运动 3 当m10 碰撞后质量小的球被反弹回来 利用动量的观点和能量的观点解题应注意下列问题 1 动量守恒定律是矢量表达式 还可写出分量表达式 而动能定理和能量守恒定律是标量表达式 绝无分量表达式 2 动量守恒定律和能量守恒定律 是自然界最普遍的规律 它们研究的是物体系统 在力学中解题时必须注意动量守恒的条件及机械能守恒的条件 在应用这两个规律时 当确定了研究的对象及运动状态变化的过程后 根据问题的已知条件和要求解的未知量 选择研究的两个状态列