2012届高考物理知识点总结复习 动量 鲁科版

用心 爱心 专心1 20122012 届高考物理知识点总结复习 动量届高考物理知识点总结复习 动量 知识要点 知识要点 一 冲量一 冲量 1 冲量 作用在物体上的力和力的作用时间的乘积叫做冲量 表示为I F t 2 冲量是个矢量 它的方向与力的方向相同 3 冲量的单位 在国际单位制中 冲量的单位是牛顿 秒 N S 4 物体受到变力作用时 可引入平均作用力的冲量 IFt 要点 要点 1 冲量是力的时间积累量 是与物体运动过程相联系的量 冲量的作用效果是使物体 动量发生改变 因此冲量的大小和方向只与动量的增量直接发生联系 而与物体动量没有 什么直接必然联系 2 冲量是矢量 因而可用平行四边形法则进行合成和分解 合力的冲量总等于分力冲 量的矢量和 二 动量二 动量 1 动量 物体质量与它的速度的乘积叫做动量 表示为Pmv 2 动量是矢量 它的方向与物体的速度方向相同 3 动量的单位 在国际单位制中 动量的单位为千克 米 秒 kg m s 要点 要点 1 动量与物体的速度有瞬时对应的关系 说物体的动量要指明是哪一时刻或哪一个位 置时物体的动量 所以动量是描述物体瞬时运动状态的一个物理量 动量与物体运动速度 有关 但它不能表示物体运动快慢 两个质量不同的物体具有相同的速度 但不具有相同 的动量 2 当物体在一条直线上运动时 其动量的方向可用正负号表示 3 动能与动量都是描述物体运动状态的物理量 但意义不同 物体动能增量与力的空 间积累量 功相联系 而物体动量的增量则与力的时间积累量 冲量相联系 三 动量定理三 动量定理 1 物体受到冲量的作用 将引起它运动状态的变化 具体表现为动量的变化 2 动量定理 物体所受的合外力的冲量等于物体动量的增量 用公式表示为 FtPPmvmv 合 2121 要点 要点 1 在中学阶段 动量定理的研究对象是一个物体 不加声明 应用动量定理时 总是 以地面为参照系 即P1 P2 P都是相对地面而言的 2 动量定理是矢量式 它说明合外力的冲量与物体动量变化 不仅大小相等 而且方 向相同 在应用动量定理解题时 要特别注意各矢量的方向 若各矢量方向在一条直线上 可选定一个正方向 用正负号表示各矢量的方向 就把矢量运算简化为代数运算 3 动量定理和牛顿第二定律为研究同一力学过程提供了不同角度的研究方法 应用牛 顿第二定律时 要涉及物体运动过程中的加速度 而用动量定理只涉及始末状态的动量 因而在过程量未给出的情况下 用动量定理解题较为方便 尤其对于物体在变力作用下做 非匀变速直线运动或曲线运动的情况 就更为简便 用心 爱心 专心2 四 动量守恒定律四 动量守恒定律 1 动量守恒定律内容 系统不受外力或所受外力的合力为零 这个系统的总动量就保 持不变 用公式表示为 PPPP 1212 或 m vm vm vm v 11221122 2 动量守恒定律的适用范围 动量守恒定律适用于惯性参考系 无论是宏观物体构成 的宏观系统 还是由原子及基本粒子构成的微观系统 只要系统所受合外力等于零 动量 守恒定律都适用 3 动量守恒定律的研究对象是物体系 物体之间的相互作用称为物体系的内力 系统 之外的物体的作用于该系统内任一物体上的力称为外力 内力只能改变系统中个别物体的 动量 但不能改变系统的总动量 只有系统外力才能改变系统的总动量 要点 要点 1 在中学阶段常用动量守恒公式解决同一直线上运动的两个物体相互作用的问题 在 这种情况下应规定好正方向 vvvv 1212 方向由正 负号表示 2 两个物体构成的系统如果在某个方向所受合外力为零 则系统在这个方向上动量守 恒 3 碰撞 爆炸等过程是在很短时间内完成的 物体间的相互作用力 内力 很大 远 大于外力 外力可忽略 碰撞 爆炸等作用时间很短的过程可以认为动量守恒 五 碰撞五 碰撞 1 碰撞 碰撞现象是指物体间的一种相互作用现象 这种相互作用时间很短 并且在 作用期间 外力的作用远小于物体间相互作用 外力的作用可忽略 所以任何碰撞现象发 生前后的系统总动量保持不变 2 正碰 两球碰撞时 如果它们相互作用力的方向沿着两球心的连线方向 这样的碰 撞叫正碰 3 弹性正碰 非弹性正碰 完全非弹性正碰 如果两球在正碰过程中 系统的机械能无损失 这种正碰为弹性正碰 如果两球在正碰过程中 系统的机械能有损失 这样的正碰称为非弹性正碰 如果两球正碰后粘合在一起以共同速度运动 这种正碰叫完全非弹性正碰 4 弹性正确分析 过程分析 弹性正碰过程可分为两个过程 即压缩过程和恢复过程 见下图 规律分析 弹性正碰过程中系统动量守恒 机械能守恒 机械能表现为动能 则有 下式 用心 爱心 专心3 1 2 m vm vm vm v m vm vm vm v 1 1221 122 1 1 2 22 2 1 1 2 22 2 1 2 1 2 1 2 解得 v mm vm v mm 1 12122 12 2 v mm vm v mm 2 21211 12 2 讨论 当mm 12 时 vvvv 1221 即mm 12 交换速度 当v20 时 v mm v mm v m v mm 1 121 12 2 11 12 2 若mm 12 则 vv 12 00 碰后 两球同向运 动 若mm 12 则 vv 12 00 即碰后 1 球反向运动 2 球沿 1 球原方向运动 当 mm 21 时 vv 11 v20即m2不动 m1被反弹回来 六 反冲运动六 反冲运动 1 反冲运动 静止或运动的物体通过分离出一部分物体 使另一部分向反方向运动的 现象叫反冲运动 2 反冲运动是由于物体系统内部的相互作用而造成的 是符合动量守恒定律的 例 1 2011 北京卷 T21 2 如图 2 所示 用 碰撞实验器 可以验证动量守恒定律 即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系 图 2 实验中 直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的 但是 可以通过仅测量 填选项前的序号 间接地解决这个问题 A 小球开始释放高度h B 小球抛出点距地面的高度H C 小球做平抛运动的射程 图 2 中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影 实验时 先让入射球m1多次从斜轨 上S位置静止释放 找到其平均落地点的位置P 测量平抛射程OP 然后 把被碰小球m2静置于轨道的水平部分 再将入射球m1从斜轨S位置静止释放 与小球m2相撞 并多次重复 接下来要完成的必要步骤是 填选项的符号 A 用天平测量两个小球的质量m1 m2 B 测量小球m1开始释放高度h C 测量抛出点距地面的高度H 用心 爱心 专心4 D 分别找到m1 m2相碰后平均落地点的位置M N E 测量平抛射程OM ON 若两球相碰前后的动量守恒 其表达式可表示为 用 中 测量的量表示 若碰撞是弹性碰撞 那么还应满足的表达式为 用 中测量 的量表示 经测定 m1 45 0 g m2 7 5 g 小球落地点的平均位置距O点的距离如图 3 所 示 图 3 碰撞前 后m1的动量分别为p1与p 1 则p1 p 1 11 若碰撞结束时 m2的动量为p 2 则p 1 p 2 11 实验结果说明 碰撞前 后总动量的比值为 p1 p 1 p 2 有同学认为 在上述实验中仅更换两个小球的材质 其他条件不变 可以使被碰小 球做平抛运动的射程增大 请你用 中已知的数据 分析和计算出被碰小球m2平抛运动射 程ON的最大值为 cm C ADE 或 DEA 或 DAE m1 OM m2 ON m1 OP m1 OM2 m2 ON2 m1 OP2 14 2 9 1 1 01 76 8 解析 被碰小球碰撞前后的时间仅由下落高度决定 两球下落高度相同 时间相 同 所以水平速度可以用水平位移数值表示 本实验需要测量的量有两小球的质量m1 m2和平抛射程OM ON 显然要确定两小球 的平均落点M和N的位置 碰撞过程中 动量守恒 即碰撞前的动量m1 OP等于碰撞后的动量 m1 OM m2 ON 若是弹性碰撞 则机械能守恒 m1 m2 m1 整理可 1 2 OM2 t2 1 2 ON2 t2 1 2 OP2 t2 得m1 OM2 m2 ON2 m1 OP2 把测量的小球的质量以及图中的距离代入动量守恒公式中 就可以得出结果 当碰撞为弹性碰撞时 被碰小球射程最大 把数据代入 中的两个方程 可以得出 结果 例 2 2011 课标全国卷 T3535 2 如图 1 17 所示 A B C 三个木块的质量均为 m 置于 光滑的水平面上 B C 之间有一轻质弹簧 弹簧的两端与木块接触而不固连 将弹簧压紧 到不能再压缩时用细线把 B 和 C 紧连 使弹簧不能伸展 以至于 B C 可视为一个整体 现 A 以初速 v0 沿 B C 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