湖北省咸宁市鄂南高级中学高二物理 优质预习全案 动量（A班）新人教版.doc

湖北省咸宁市鄂南高级中学高二物理 优质预习全案 动量（a班）新人教版 (1)动量是描述物体运动状态的量，具有瞬时性：pmv。中v应取某一时刻的瞬时速度，是描述物体某一瞬间所具有的瞬时值，即动量是状态量 。(2)动量具有相对性由于物体运动速度与参照系的选择有关，所以物体的动量也跟参照系有关选用不同参照系时，同一运动物体的动量可能不同通常在不说明参照系的情况下，物体的动量是指物体相对地面的动量. (3)动量是矢量物体的动量既有大小又有方向，物体动量的方向与物体瞬时速度方向相同所有有关动量的运算应遵循平行四边形定则如果物体运动变化前后的动量在同一直线上，那么选定一个正方向后，动量的方向可以用正、负号表示，动量运算就简化为代数运算 2动量的变化 (1)因为p=mv是矢量，只要m的大小、v的大小和方向中任何一个或几个发生变化，动量p就发生变化 (2)动量的变化量p也是矢量，其方向与速度的改变量v的方向相同 (3)动量变化量p的大小，一般都是用末动量减初动量，也称为动量增量ppt一p0，此式为矢量式，若pt、p。不在一条直线上，要用平行四边形定别(或矢量三角形法)求矢量差若在同一直线上，先规定正方向，再用正负表示p0、pt，则可用ppt一p0进行代数运算求解例题1：质量是1 kg的钢球，以5 ms的速度水平向右运动，碰到墙壁后以3 ms的速度被反向弹回，钢球的动量改变多少?2冲量力和力的作用时间的乘积叫做冲量：i=ft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。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。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。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。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。3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=p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）。(2)现代物理学把力定义为物体动量的变化率：（牛顿第二定律的动量形式）。(3)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：科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船按照近代光的粒子说，光由光子组成，飞船在太空中张开太阳帆，使太阳光垂直射到太阳帆上，太阳帆面积为s，太阳帆对光的反射率为100，设太阳帆上每单位面积每秒到达n个光子，每个光子的动量为p，如飞船总 质量为m，求飞船加速度的表达式。如太阳帆面对阳光一面是黑色的，情况又如何？ 知识点二：动量守恒定律的使用条件：1系统不受外力或者所受外力之和为零2系统所受的合外力虽不为零，但合外力比内力小得多，如碰撞过程中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，它们在碰撞、爆炸过程中的冲量可忽略不计3系统所受的合外力虽然不为零，但在某个方向上合外力为零，则在该方向上系统的动量守恒知识点三： 动量守恒定律的理解; 系统“总动量保持不变”，不是指系统的初、末两个时刻的总动量都相等，而是指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，但决不能认为系统内的每一个物体的动量都保持不变 (1)矢量性：动量守恒的方程为矢量方程对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的正方向，凡是与选取正方向相同的动量为正，相反的为负 (2)相对性：各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度(3)同时性：动量是一个瞬时量，动量守恒指的是系统在任一瞬间的动量恒定在列动量守恒方程时，等号左侧是作用前(或某一时刻)系统内各物体动量的矢量和，等号右侧是作用后(或另一时刻)系统内各物体动量的矢量和 (4)普遍性：只要系统所受的合外力为零，不论系统内部物体之间的相互作用力的性质如何，甚至对该力一无所知；不论系统内各物体是否具有相同运动方向；不论物体相互作用时是否直接接触；也不论相互作用后粘合在一起还是分裂成碎片，动量守恒定律均适用动量守恒不仅适用于宏观低速物体，而且还适用于接近光速运动的微观粒子例题4：在平直公路上，质量为m的汽车拖着质量为m的拖车匀速行驶，速度为v，在某一时刻拖车脱钩了，若汽车的牵引力保持不变，则在拖车刚停止运动的瞬间，汽车的速度多大? 知识点四：动量守恒定律的不同表达形式及含义; 1pp(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p)； 2p0(系统总动量的增量等于零)； 3p1=-p2(两个物体组成的系统中，各自动量增量大小相等、方向相反)知识点五：反冲运动 1反冲运动的特点：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反冲运动过程中，一般满足系统的合外力为零，或内力远大于外力的条件，因此可用动量守恒定律进行分析 2火箭发射简介 火箭主要是由壳体和燃料两大部分组成壳体是圆筒形，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃烧燃料产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去火箭飞行所能达到的最大速度，主要取决于两个因素，一是喷气速度，另一个是质量比(即火箭开始飞行时的质量与燃料燃烧完时质量之比)喷气速度越大，质量比越大，最终速度就越大 例题5：一个宇航员，连同装备的总质量为100 kg，在空间跟飞船相距45 m处相对飞船处于静止状态他带有一个装有05 kg的氧气的贮氧筒，贮氧筒上有一个可以使氧气以50 ms的速度喷出的喷嘴宇航员必须保留一部分氧气供他在返回飞船的途中呼吸已知宇航员呼吸的耗氧率为25104kgs，试问： (1)如果他在准备返回飞船的瞬间释放015 kg的氧气，他能安全回到飞船吗? (2)宇航员安全返回飞船的最长和最短时间分别为多少?知识点六：碰撞问题a a b a b a bv1vv1/v2/ 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m1的物体a以速度v1向质量为m2的静止物体b运动，b的左端连有轻弹簧。在位置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，到位置弹簧刚好为原长，a、b分开，这时a、b的速度分别为。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。（1）弹簧是完全弹性的。系统动能减少全部转化为弹性势能，状态系统动能最小而弹性势能最大；弹性势能减少全部转化为动能；因此、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：。（2）弹簧不是完全弹性的。系统动能减少，一部分转化为弹性势能，一部分转化为内能，状态系统动能仍和相同，弹性势能仍最大，但比小；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。v1（3）弹簧完全没有弹性。系统动能减少全部转化为内能，状态系统动能仍和相同，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。在完全非弹性碰撞过程中，系统的动能损失最大，为：。 例6: 质量为m的楔形物块上有圆弧轨道，静止在水平面上。质量为m的小球以速度v1向物块运动。不计一切摩擦，圆弧小于90且足够长。求小球能上升到的最大高度h 和物块的最终速度v。例7:动量分别为5kgm/s和6kgm/s的小球a、b沿光滑平面上的同一条直线同向运动，a追上b并发生碰撞后。若已知碰撞后a的动量减小了2kgm/s，而方向不变，那么a、b质量之比的可能范围是什么？巩固训练: 1.质量相等的甲乙两球在光滑水平面上沿同一直线运动。甲以7 kgm/s的动量追上前方以5 kgm/s的动量同向运动的乙球发生正碰，则碰后甲乙两球动量不可能的是？a6.5 kgm/s， 5.5 kgm/s b6 kgm/s， 6 kgm/s c5.5 kgm/s， 6.5 kgm/s d4 kgm/s， 8 kgm/s 2.有a、b两质量为m= 100kg的小车，在光滑水平面以相同的速率v0=2m/s在同一直线上相对运动，a车上有一质量为m = 50kg的人至少要以多大的速度(对地)从a车跳到b车上，才能避免两车相撞？3.如图，abc三个木块的质量均为m。置于光滑的水平面上，bc之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把bc紧连，是弹簧不能伸展，以至于bc可视为一个整体，现a以初速度v0沿bc的连线方向朝b运动，与b相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使c与a，b分离，已知c离开弹簧后的速度恰为v0，求弹簧释放的势能。4.一质量为2m的物体p静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为l；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体p相对静止。重力加速度为g。求（i）木块在ab段受到的摩擦力f； （ii）木块最后距a点的距离s。5.雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。现将上述过程简化