2022高考物理苏教版一轮：第六章碰撞与动量守恒第2讲动量守恒定律及其应用

第2讲动量守恒定律及其应用必备知识·自主排查【知识再现】一、动量守恒定律1．内容：如果一个系统_____外力，或者_____外力的矢量和为__，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。不受所受02．表达式：(1)p＝____，系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′。(2)m1v1＋m2v2＝_____________，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。(3)Δp1＝______，相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。p′m1v1′＋m2v2′－Δp23．适用条件：(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的_____为零，则系统动量守恒。(2)近似守恒：系统受到的合外力不为零，但当内力_______外力时，系统的动量可近似看成守恒。(3)某方向守恒：系统在某个方向上所受_______为零时，系统在该方向上动量守恒。合力远大于合外力二、弹性碰撞和非弹性碰撞碰撞：(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间_____，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。很短很大远大于(3)分类动量是否守恒机械能有无损失弹性碰撞守恒___损失非弹性碰撞守恒___损失完全非弹性碰撞守恒有损失且损失_____无最大有【情境转换】在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个速度为4m/s，然后他们就扭在了一起。(1)他们碰撞后的共同速率是________(保留一位有效数字)；(2)在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________。提示：(1)、(2)以前锋速度方向为正方向，设撞后共同速度为v，碰撞过程动量守恒，根据动量守恒定律得：m1v1－m2v2－m3v3＝(m1＋m2＋m3)v，解得：v＝0.1m/s所以他们碰撞后的共同速率为0.1m/s，方向与前锋速度方向相同，所以可以得分，如图所示。三、反冲爆炸1．反冲现象：(1)定义：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，若有其他形式的能向动能转化，系统的动能_____。(2)特点：反冲运动的过程中，一般合外力为零或外力的作用_______物体间的相互作用力，可认为系统的动量守恒，可利用动量守恒定律来处理。增大远小于2．爆炸问题：爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且_______系统所受的外力，所以系统动量_____，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，爆炸后物体从相互作用前的位置以新的动量开始运动。远大于守恒【情境转换】假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？提示：应配置喷气式飞机。喷气式飞机利用反冲运动原理，可以在真空中飞行，而螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的，月球上没有空气，不能在真空中飞行。关键能力·分层突破矢量性动量守恒定律的表达式为矢量方程，解题应选取统一的正方向相对性各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)同时性动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′、…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量系统性研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统，不是其中的一个物体，也不是有几个物体就选几个物体普适性动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统动量守恒由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒动能增加在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加位置不变爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动力的观点运用牛顿定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题能量观点用动能定理和能量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题动量观点用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题相同点(1)研究对象都是相互作用的物体组成的系统(2)研究过程都是某一运动过程不同点动量守恒定律是矢量表达式，还可以写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律都是标量表达式，绝无分量表达式动量观点①对于不涉及物体运动过程中的加速度而涉及物体运动时间的问题,特别对于打击一类的问题,因时间短且冲力随时间变化,应用动量定理求解,即Ft=mv-mv0②对于碰撞、爆炸、反冲一类的问题,若只涉及初、末速度而不涉及力、时间,应用动量守恒定律求解能量观点①对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题,无论是恒力做功还是变力做功,一般都利用动能定理求解②如果物体只有重力和弹簧弹力做功而又不涉及运动过程中的加速度和时间问题,则采用机械能守恒定律求解③对于相互作用的两物体,若明确两物体相对滑动的距离,应考虑选用能量守恒定律建立方程题干关键信息挖