高中物理知识点总结 碰撞与动量守恒课件 选修35.ppt

一 动量1 定义 物体的 与 的乘积 2 表达式 p 单位 3 动量的三性 1 矢量性 方向与 方向相同 2 瞬时性 动量是描述物体运动状态的量 是针对某一 而言的 3 相对性 大小与参考系的选取有关 通常情况是指相对 的动量 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 表达式 p p p 3 同一直线上动量的运算如果物体的动量始终保持在同一条直线上 在选定一个正方向之后 动量的运算就可以简化为代数运算 二 系统 内力和外力1 系统 相互作用的两个或两个以上的物体组成一个系统 2 内力 系统 物体之间的相互作用力 3 外力 系统 物体对系统 物体的作用力 三 动量守恒定律1 内容 如果一个系统 或者 这个系统的总动量保持不变 2 动量守恒定律的适用条件 1 系统不受 或系统所受外力之和 2 系统所受的外力之和虽不为零 但比系统内力 如碰撞问题中的摩擦力 爆炸过程中的重力等外力比相互作用的内力小得多 可以忽略不计 3 系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零 或外力远小于内力 则系统该方向 3 表达式 1 p p 或p1 p2 p1 p2 系统相互作用前总动量p 相互作用后总动量p 2 p1 p2相互作用的两个物体组成的系统 一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化最大小 方向 3 p 0系统总动量增量 四 碰撞1 概念 碰撞是指物体间的相互作用持续的时间很短 而物体间相互作用力很大的现象 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 3 分类 1 弹性碰撞 碰撞过程中机械能 即碰撞前后系统总动能相等 2 非弹性碰撞 碰撞过程中机械能 即碰撞后的机械能 碰撞前的机械能 3 完全非弹性碰撞 碰撞后物体 具有 的速度 这种碰撞系统动能损失 五 反冲和爆炸1 反冲现象在某些情况下 原来系统内物体具有相同的速度 发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开 这类问题相互作用的过程中系统的动能增大 且常伴有其他能向动能的转化 2 爆炸问题爆炸与碰撞类似 物体间的相互作用力很大 且远大于系统所受的外力 所以认为系统动量守恒 爆炸过程中位移很小 可忽略不计 作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动 答案 一 1 质量速度2 mvkg m s3 速度时刻地面5 末动量初动量二 2 内3 外内三 1 不受外力所受合外力为零2 外力为零小得多动量守恒3 等于相等相反为零四 2 远大于守恒3 守恒不守恒小于合为一体相同最大 1 研究对象 相互作用的物体组成的系统 2 正确理解 总动量保持不变 不仅指系统的初末两个时刻的总动量相等 而且指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相等 3 动量守恒定律的三性 1 矢量性 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 相反为负 若方向未知 可设为与正方向相同列动量守恒方程 通过解得结果的正负 判定未知量的方向 2 同时性 动量是一个瞬时量 动量守恒指的是系统任一瞬时的动量守恒 列方程m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 时 等号左侧是作用前 或某一时刻 各物体的动量和 等号右侧是作用后 或另一时刻 各物体的动量和 不同时刻的动量不能相加 3 相对性 由于动量大小与参考系的选取有关 因此应用动量守恒定律时 应注意各物体的速度必须是相对于同一参考系的速度 4 成立条件 1 系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零 2 系统受到外力的合力不为零 但当内力远大于外力时系统动量近似守恒 3 系统所受外力的合力不为零 但在某个方向上受力为零时 则该方向上系统动量守恒 1 碰撞现象 1 动量守恒 2 动能不增加 3 速度要合理 若碰前两物体同向运动 则应有v后 v前 碰后原来在前的物体速度一定增大 若碰后两物体同向运动 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 弹性碰撞的规律对于两物体间的弹性碰撞 可根据动量守恒定律和机械能守恒定律 列出下列两方程 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 1 如果m1 m2 则v1 v2 v2 v1 即交换速度 具体的有以下几种情况 m1 m2时 则有v1 0 v2 v1即碰后实现了动量和动能的全部转移 交换速度 m1 m2时 有v1 v1 v2 2v1即碰后m1的速度几乎未变 仍按原来的方向运动 质量小的物体m2将以m1速度的两倍向前运动 m1 m2时 有v1 v1 v2 0即碰后m1按原来的速率弹回 m2几乎未动 实验目的 验证碰撞中的动量守恒 实验原理 如下图所示 质量为m1 m2的两小球在水平方向上发生正碰 水平方向合外力为零 动量守恒 m1v1 m1v1 m2v2 本实验在误差允许范围内验证上式成立 两小球碰撞后均作平抛运动 下落高度相同时 在落地前运动时间相同 用水平射程间接表示小球平抛的初速度 m1op m1om m2o n 实验器材 斜槽 大小相等质量不同的小钢球两个 重锤线一条 白纸 复写纸 天平一台 刻度尺 游标卡尺 圆规 三角板 实验步骤 1 用天平测两球的质量m1 m2 2 用游标卡尺测两球的直径 3 将斜槽固定在桌边 调整斜槽底座 使斜槽末端的切线水平 4 将被碰球放在斜槽前边的小支柱上 调节小支柱高度 使两球碰撞时一样高 且碰撞后的速度方向都在同一直线上 5 在地上铺一张白纸 白纸上铺放复写纸 6 用重锤线确定斜槽末端在白纸上的垂直投影 7 不放被碰球 让入射球从斜槽上某一高度滚下 重复10次 找出落地点的平均位置p 8 把被碰小球支在小柱上 让入射小球从同一高度滚下 使它们发生正碰 重复实验10次 找出入射小球与被碰球落地点的平均位置m n 9 测量入射小球碰撞前后的水平距离op om 被碰小球的水平距离o n 10 比较m1op与m1om m2o n是否相等 如果在误差允许的范围内相等 就验证了动量守恒定律 注意事项1 入射球和被碰球m1 m2 r1 r2 2 斜槽末端切线水平 小支柱与槽口的距离等于小球直径 3 调