动量守恒定律模块知识点总结_第1页
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文档简介

1、动量守恒定律模块知识点综述1.规则内容:由相互作用的多个物体组成的系统,如果不受外力影响或外力总和为零,系统的总动量保持不变。2.正则数学表达式:动量守恒定律的适用条件:系统的外力或接收的外力之和为0(f和=0)。如果系统受到的外力远小于内力(f外部f内部),则系统动量几乎保持不变。如果系统的一个方向不受外力影响,或受外力的总和为零,则系统在该方向保持动量守恒(分向动量守恒)。动量常数定律的五个茄子性质系统:应用动量守恒定律时,研究对象是至少由两个相互作用的物体组成的系统,要确保整个系统的初始状态和最终状态的质量相同。向量性:在系统相互作用前后,每个物体动量的向量和保持不变。当角速度在同一条线

2、上时,必须选择正方向,以代数运算简化矢量运算并发性:应该是作用前同一瞬间的速度,作用后同一-时间的速度相对性:热动量守恒方程要求所有动量都相对于相同的惯性参考系统,通常选择地球作为参考系统普遍性:不仅适用于宏观上低速移动的物体,也适用于微观上高速移动的粒子。与牛顿运动定律相比,适用范围更广,动量守恒定律不考虑物体之间的作用细节,因此解决问题比牛顿运动定律更简单例子1.质量为m的人与滑板车一起以速度v在平坦的跑道上以一定的速度前进。无论摩擦阻力如何,牙齿人相对于车垂直跳跃到原始起飞位置的同时,平车的速度(a)a.不变b .变大c .变小d.先变大,然后变小e。先变小,然后变大2.两个具有相同质量

3、的滑板甲和乙都站在平滑的水平冰面上。现在一个人向另一个人扔篮球,另一个人接球,然后再扔。重复这么多次后,甲和乙的最后速度关系是(b)。是。a.甲先投球,必须是v甲v乙b.如果b最后一次接球,则必须是v a v bc.甲先投球,最后接球,才有vd.无论如何投球和接球,都是v a v b3.如果小宇宙飞船在高空绕地球运行,并进行匀速圆周运动,宇宙飞船就会以该速度相反的方向反弹质量大的物体,那么以下准确的是(cd):是。a.物体和宇宙飞船都可以按照原来的轨道运行b.物体和太空船都不能按照原来的轨道运行c.物体运行的轨道半径无论如何变化,太空船运行的轨道半径一定会增加d.物体可以沿地球半径方向垂直下落

4、。4.质量为m的小车上挂了一个洞,摆球的质量为m。汽车(和钟摆)以一定的速度沿平滑的水平地面移动,与正对面质量为m的静止木块碰撞,碰撞时间很短。在牙齿崩溃过程中,可能发生以下情况之一(bc):是什么?a.轿车、木块、摆动速度分别变为v1、v2、v3以满足(m. 1m) v=mvl 10 mv21m。v3b.摆动速度不变,小车和木块的速度变为v1,v2,mv=满足mvl 10 mv2。c.摆动速度不变,小车和木块的速度都变为v 以满足mv=(m 1m) v d.小车和摆动球的速度均为v1牙齿,木块的速度为v2,满足(m mo)v=(m mo)vl mv2。5.放在光滑的水面上的a,b二次之间夹着

5、压缩轻量弹簧,双手停着小车。以下说法是对的(ab)a.双手同时放开。两辆车的总动量为0b.先放开右手,放开左手,两辆车的总动量向右c.先放右手,放左手,向左转动两辆车的总动量d.先放开右手,再放开左手,两辆车的总动量为06.有人在静止的小船上练习射击。已知的船、人、枪(不包括子弹)和目标的总质量为m,枪内包含n颗子弹,每颗子弹的质量为m,从枪口到目标的距离为l,子弹飞过枪口时相对于地面的速度为v(1)发射第一颗子弹时,船的速度是多少?(?(2)发射第n颗子弹时,船的速度是多少?(?(3) n弹发射后,船总共能向后移动多少?(1)发射第一颗子弹时,船的速度为v1,由动量守恒定律得到。(2)发射每

6、颗子弹的过程,系统的动量是恒定的,每颗子弹进入靶子后,船的速度为0牙齿,因此每颗子弹发射时,船的后退速度是相同的。也就是说(3)每次发射子弹,实际上都经历了三个阶段。第一步是发射子弹,开枪,睁大眼睛。第二阶段是子弹在空中飞行的阶段。第三步停止,直到子弹射中靶心。三个阶段都遵循动量守恒定律,第一个和第三个阶段很短,所以牙齿两个阶段的船移动可以忽略不计。因此,每次发射一颗子弹,船只在第二阶段向后移动。每次发射一颗子弹,船向前移动的距离分析问题类型问题类型1。(弹丸射击块问题型)矩形滑块由徐璐其他材料的上下两层固体组成,放在光滑的水面上,质量为m的子弹以速度v水平向滑块发射。(如果打中上层子弹,不直

7、接穿,打中下层子弹,就可以直接嵌入。)a.两枪在滑块上做同样多的事。两次滑块受到的冲击相当大。c.子弹嵌入上层时,在滑块上做更多的工作。子弹嵌入上层时,滑块受到很大冲击。解决方案:根据动量守恒定律,将固体质量设定为m。两次注射的相互作用对象保持不变,子弹都留在固体中,因此固体的最终速度相同。子弹对滑块的操作与滑块的动能变化相同。对滑块的冲击等于滑块的动量变化,因此a,b选项是正确的。问题类型2。(动量守恒定律的判断)把总水平固定在小车上,把小车放在光滑的水平地板上,枪发射子弹时对枪、子弹、车的以下说法是正确的()a.由枪和子弹组成的系统动量守恒b.由枪和车组成的系统动量守恒c.只有无视子弹和枪

8、管之间的摩擦,由枪、车、子弹组成的系统的动量才会被几乎保存下来d.保存由枪、子弹和汽车组成的系统动量解决方案:牙齿问题c选项中提到的子弹和枪管之间的摩擦是系统的来历,考虑到由枪、子弹、车组成的系统时不考虑。根据力分析,选择d,因为牙齿系统接收的外力为零,并且满足动量守恒条件。规则摘要:在判断系统是否遵守动量时,必须抓住常数条件。也就是说,系统不接受外力或加上外力等于0。问题类型3。(碰撞过程分析)如图所示,光滑水平桌子上的小滑球a和b都可以看作是质点,质量相同。b连接到轻量弹簧。停止b,a以特定的初始速度向b移动,并与弹簧碰撞。在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于()a.a的初始动能a

9、bb.a的初始动能的二分之一c.a的初始动能的三分之一d.a的初始动能的四分之一解决方法:解决这种问题的最好方法是微调两个物体的作用。具体分析是,如右图所示,a物体开始移动到b(例如,右上图)。然后,a和弹簧接触,一点作用,弹簧变形,分别对a,b物体产生右中图所示的力,对a作用力的作用是产生减速a的加速度,对b作用力的作用是产生加速b的加速度。这样,a减速,b加速,一起向右运动,但最初,a的速度仍然大于b,所以在同一时间内,a走的位移仍然大于b,所以两者之间的距离仍然在减小,弹簧不断压缩,弹簧产生越来越大的力,弹簧对a的加速作用和对b的加速作用逐渐增大牙齿瞬间弹簧的压缩状态没有改变,所以对两个

10、物体的作用力和力的压缩状态也没有改变。因此,b的速度大于a,因此,a,b物体之间的距离开始增大。因此,如果两个物体之间的距离最小,即弹簧压缩量最大,即弹性能量最大,即系统机械能损失最大,即两个物体的速度相同。根据动量守恒,根据上述两种茄子类型的总和,弹簧具有的最大弹性能量等于滑球a原始动能的一半,b是正确的。规则摘要:关键是处理有弹簧的碰撞问题,认真分析运动的变化过程,面对弹簧问题,必须注意详细分析,采取“慢透镜”的手段。问题类型4。(动量守恒定律的应用场景)小型迫击炮从总质量为1000公斤的船上发射,炮弹的质量为2公斤。是。如果炮弹从炮口飞过,与地面相对的速度为600米/秒,速度与水平面成4

11、5度角,发射炮弹后,船寻求后退的速度呢?解决方案:如果在发射炮弹之前,总质量为1000kg的船停止了,则总动量mv=0。发射炮弹后,炮弹在水平方向的动量为mv1cos45,船后退的动量为(m-m) v2。根据动量守恒定律0=mv1 cos45 (m-m) v2。炮弹的水平速度方向是正向,可以通过指定已知数据来解开规则摘要:以炮弹和小船组成的系统为研究对象,在发射炮弹的过程中,炮弹和炮筒(炮和船被认为固定在一起)的作用力是内力。系统接收的外力是炮弹和船的重力,水对船的浮力。船静止状态下,重力和浮力相同,但发射炮弹时浮力大于重力。问题类型5。(保留多物体多过程动量)两个厚度相同的木块a和b分别并排

12、在ma=2.0kg千克、mb=0.90kg千克的平滑水平面上。它们的底面光滑,上面粗糙。另一个质量是mc=0.10kg千克铅块c解决方案:c离开a的速度是vc。此时,a,b的共同速度为va。c刚想滑动a和c的两个瞬间是由动量守恒定律知道的。mcvc=(ma mb)va mcvc (1)稍后,对象c离开a,与b交互。从牙齿开始,对象a不再加速,对象b继续加速一段时间,因此b和a分离。当c相对于对象b停止时,c和b的速度将分别从vc和va更改为共同速度v。因此,可以选择c和b作为研究对象,对于c,我们刚才滑动了。mcvc mbva=(mb mc)v (2)以(l)格式获得mcvc=mcvc-(ma

13、 mb) va指定(2)型mcvc-(ma mc) va mbva=(mb mc) v .得到木块a的速度。所以铅c离开a的速度问题6 .(印船模型)停湖上的质量为m=100kg的小船,站在船上的质量为m=50kg的人,船长l=6m,最初人和船停了下来。人从船头到船尾(见图)时,船会后退多少?(忽略水阻力)解决方案:选择地球作为参考系,人在船上行走,相对于地球的平均速度为(l-x)/t,船相对于地球后退的平均速度为x/t,系统水平方向动量守恒方程为所以定律摘要:误解:由船和人组成的系统,当无视水的阻力时,水平方向动量是常数。评价人的方向是正向,t时间内人从船头到船尾,人前进的平均速度是l/t,

14、船在牙齿时间内后退x距离,船后退的平均速度是x/t,水平方向所以牙齿结果是错误的。原因是在列举动量守恒方程时,船后退的速度x/t以地球为基准,人前进的速度l/t以船为基准。徐璐如果相对于其他参考系统的速度代入相同的公式,就必须出错。问题7 .(动量守恒中速度的相对性)静止质量为m的原子核释放质量为m的粒子,粒子离开原子核时相对于原子核的速度为v0,原子核其他部分的速度等于()。解决方案:以整个核为研究对象。由于辐射过程很短,辐射过程中其他外力的冲击都是不可估量的,系统的动量是常量。辐射前的瞬间,系统的动量p1=0,发射粒子的瞬间,将其馀部分的反冲击速度设置为v,指定粒子运动方向为正向,则粒子对

15、地面速度v=v0-v;p2=mv-(m-m) v=m (v0-v)-(m-m) v .p1=p2,即0=m (v0-v)-(m-m) v=mv0-mv。因此,选择c。规则摘要:利用动量守恒定律处理问题,要注意参照系的统一和方向性。课堂练习1.a,b两球在光滑的水面上徐璐相对,两球碰撞后一球停止运动,以下正确的是()。a.如果触击后a球速度为0,那么触击前a的动量必须大于b的动量b.如果接触后a球速度为0,那么接触前a的动量必须小于b的动量c.如果触击后b球速度为0,那么触击前a的动量必须大于b的动量d.如果接触后b球速度为0,那么接触前a的动量必须小于b的动量拨:牙齿问题研究动量守恒定律的公式

16、。选择ad2.一辆小车在光滑的水平上以一定的速度运动,在以下几种茄子情况下,小车的速度仍然保持不变()a.汽车上空垂直下落的小钢球b.车厢底部的缝隙里不断漏出沙子c.在车上同时向前、向后、以相同的对齐率投掷两个质量相同的物体。d.在车上同时向前、向后、以相同的大速度投掷两个质量相同的物体。拨:牙齿问题调查动量守恒定律。挑选bd。以下关于动量守恒的讨论是正确的。a.当某物沿斜面向下移动时,物体的动量会被保留。b.如果系统在特定方向施加的外力为零,系统将在该方向保留动量c.如果系统内部有相互作用的摩擦力,系统的机械能必然减少,系统的动量不再保持d.系统受到几个大外力,合力为零,系统的动量仍然保持。拨号:牙齿问题调查动量守恒条件。挑选bd。4.如图所示,光滑的水平面上依次放置了质量全部为m的4个小球,小球排列成一条直线,徐璐保持一定的距离。起初,后面的三个小球处于静止状态,第一个小球以速度v碰了第二个小球,结果他们都粘合了,向前移动。由于连续碰撞,系统中剩馀的机械能为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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