2011届高考物理第一轮复习课件：动量守恒定律.ppt

1、动量守恒定律,一、动量 1.定义:运动物体的质量和 的乘积叫做物体的动量,通常用p来表示. 2.表达式:p= . 3.单位：kgm/s. 4.标矢性：动量是矢量,其方向和 方向相同.,速度,mv,速度,第十四章 动量守恒定律,考点自清,二、动量守恒定律 1.内容:如果一个系统 ，或 时,这个系统的总动量就保持不变,这 就是动量守恒定律. 2.表达式 (1)p=p,系统相互作用前总动量p等于相互作用 后的总动量p. (2)m1v1+m2v2=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)p1=-p2,相互作用的两个物体动量的增量 等大反向. (4

2、)p=0,系统总动量的增量为零.,不受外力,所受合外力的,矢量和为零,3.动量守恒定律的适用条件 （1）不受外力或外力的合力为零.不是系统内每个物体所受的合外力为零,更不能认为系统处于平衡状态. （2）近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力. （3）如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则在这一方向上动量守恒.,热点一、动量、动能、动量变化量的比较,热点聚焦,名称,特别提示 1.当物体的速度大小不变,方向变化时,动量一定改变,动能却不变,如匀速圆周运动. 2.在谈及动量时,必须明确是物体在哪个时刻或哪个状态所具有的动量. 3.物体动量的变化率 等于它所受的力,这是牛顿

3、第二定律的另一种表达形式.,热点二、应用动量守恒定律解题时要注意“四性” 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,等号右侧的是作用后(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

4、度必须是相对于地面的速度. 4.普适性:它不仅适用于两个物体所组成的系统；也适用于多个物体组成的系统,不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统.,题型1 动量大小的计算及方向的判断 【例1】一个物体的质量为2 kg,此物体竖直落下,以 10 m/s的速度碰到水泥地面上,随后又以8 m/s的速 度被反弹起.若取竖直向上为正方向,则小球与地面 相碰前的动量为 ,相碰后的动量为 ,小球的动量的增量为 .,解析 取竖直向上为正方向,小球碰前是竖直向下运动的,动量p0=-mv0=-210 kgm/s=-20 kgm/s;碰后的速度是竖直向上的,动量p1=mv1=28 kgm/s= 16

5、kgm/s 量的增量p=p1-p0=16 kgm/s= -(-20) kgm/s=36 kgm/s. 答案 -20 kgm/s 16 kgm/s 36 kgm/s,题型探究,变式练习1 质量为0.5 kg的足球被运动员以20 m/s 的速度踢出,要使质量为10 g、在空中飞行的子弹与 足球的动量大小相等,子弹的速率应为 .,解析 由于动量大小相等,则m1v1=m2v2, m2 v2=m1v1 = m/s=1 000 m/s,1 000 m/s,变式练习2 一个质量为m=2 kg的物体从足够高处做自由落体运动,则它在1 s末与2 s末的动量分别为多少?方向如何?(g=10 m/s2),解析 由v

6、=gt得:v1=101 m/s=10 m/s,p1=mv1=2 10 kgm/s,方向竖直向下;v2=102 m/s=20 m/s, p2=mv2=220 kgm/s=40 kgm/s,方向竖直向下. 答案 20 kgm/s,方向竖直向下 40 kgm/s,方向竖直向下,题型2 动量变化大小的计算及方向的判断 【例2】质量为8 g的玻璃球,以6 m/s的速度向左 运动,碰到一个物体后被弹回,以5 m/s的速度沿同 一条直线向右运动,玻璃球的动量变化的大小为多 少?方向如何?,解析 取玻璃球被弹回后的速度方向为正方向,碰 前的动量为p0,碰后的动量为pt,则p0=mv0=810-3 (-6) k

7、gm/s=-4.810-2 kgm/s,pt=mvt=8 10-35 kgm/s=410-2 kgm/s,p=pt-p0=4 10-2 kgm/s-(-4.810-2) kgm/s=8.810-2kgm/s, 方向与玻璃球被弹回后的速度方向相同. 答案 8.810-2 方向与玻璃球被弹回后的速度方向相同,变式练习3 在恒力作用下,质量为4 kg的物体,初 速度大小为20 m/s,加速度大小为5.0 m/s2,方向与 初速度方向相反,第2 s末该物体的动量为 kgm/s, 第5 s末该物体的动量为 kgm/s,第2 s末到第5s 末这段时间内物体的动量变化是 kgm/s.(以初速 度方向为正方向

8、) 解析 由p=mv,v=v0+at,得p=m(v0+at),所以 p2=(v0+a2)=4(20-52) kgm/s=40 kgm/s,p5= 4(20-55) kgm/s=-20 kgm/s, p=p5-p2=-60 kgm/s.,-60,40,-20,题型3动量守恒定律守恒条件的判定 【例3】下列情形中,满足动量守恒条件的是 ()A铁锤打击放在铁砧上的铁块,打击过程中,铁 锤和铁块的总动量 B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中, 子弹和木块的总动量 C.子弹水平穿过墙壁的过程中,子弹和墙壁的总 动量 D.棒击垒球的过程中,棒和垒球的总动量 解析由于A项中竖直方向合力不为零; C项

9、中墙壁受地面的作用; D项中球棒受人手的作用,所以合力均不为零,不满足动量守恒的条件.,B,变式练习把一支枪水平地固定在小车上,小车放 在光滑的水平地面上,枪发射出子弹时,关于枪、 子弹和车的下列说法中正确的是 () A枪和子弹组成的系统动量守恒 B.枪和车组成的系统动量守恒 C.若不计子弹和枪筒之间的摩擦,枪、车和子弹组 成的系统动量守恒 D.枪、子弹和车组成的系统动量守恒,D,1. 关于动量变化p,下列说法正确的是 ( ) A.p越大,则末动量越大 B.p0,说明动量增加 C.p=0,则物体的动量不变 D.p0,则物体的动量大小发生变化 解析 动量是矢量,当动量的方向发生变化时 p 也不为

10、零, D选项只强调大小的变化,所以D错.,BC,素能提升,2.竖直向上抛出一个物体,若不计阻力,取竖直向 上为正,则该物体动量随时间变化的图象是下图 中的 ( ) 解析 p=mv=m(v0-gt),即p是t的一次函数,C对.,C,3. 下列说法中正确的是 ( ) A.动能变化的物体,动量一定变化 B.动能不变的物体,动量一定不变 C.动量变化的物体,动能一定变化 D.动量不变的物体,动能一定不变 解析 动量是矢量,p=mv,动能是标量,Ek= mv2. 所以动能变化,则动量的大小一定变化,所以A正确; 当动量的大小不变化,只方向变化时,物体的动能不 变,所以B, C错误;动量不变的物体的速度一

11、定不 变化,则动能一定不变,所以D正确.,AD,4. 在光滑的水平面上,A、B 两辆小车中间有一根弹簧,如 图1所示,用左右手分别抓住A、B两小车 并将弹簧压缩后使小车处于静止状态. 将两辆 小车及弹簧看作一个系统,下列说法中正确的是 ( ) A.两手同时放开后,系统的总动量始终为零 B.先放开左手,再放开右手后,动量不守恒 C.先放开左手,再放开右手后,总动量向左 D.无论何时放手,两手放开后,在弹簧恢复原长的 过程中,系统的总动量都保持不变,但系统的总 动量不一定为零,图1,解析 在两手同时放开后,水平方向无外力作用,只有 弹簧的弹力(内力),故动量守恒,即系统的总动量始终 为零, A正确

12、;先放开左手,再放开右手后,是指两手对 系统都无作用力之后的那一段时间,系统所受的合外 力为零,即动量是守恒的, B错误;先放开左手,系统在 右手作用下,产生向左的冲量,故有向左的动量,再放 开右手后,系统的动量仍守恒,即此后的总动量向左, C正确;其实,无论何时放开手,只要是两手都放开就满 足动量守恒的条件,即系统的总动量保持不变,若同时 放开,那么放手后系统的总动量就等于放手前系统的 总动量,即为零,若两手先后放开,那么两手都放开后 系统的总动量也守恒,但不为零,D正确. 答案 D,5.如图2所示, 木块A静置在光滑的水平面上,其曲面部分MN光滑,水平部分NP粗糙,现有一物体 B自M点由静

13、止下滑,设NP足够长,则下列说法中 正确的是 ( ) A.A、B最终以同一速度(不为零)运动 B.A、B最终速度均为零 C.A先做加速运动,后做减速运动 D.A先做加速运动,后做匀速运动 解析 系统在水平方向上不受外力,所以系统在水平方向上动量守恒.,BC,图2,6.一辆平板车静止在光滑的水平面上,车上一个人(原来也静止)用大锤敲打车的左端, 在锤的连续敲打下,这辆平板车将 ( ) A.左右振动 B.向左运动 C.向右运动 D.静止不动 解析 用锤敲打车的过程中,锤首先向左上方抬起,此过程锤有向左的动量,由于动量守恒,人和车就要向右运动,当锤摆下时,锤有向右的动量,人和车要向左运动,当锤打在车上时,车和锤都停止运动,因而车是左右振动的.,A,7.一物体做匀速圆周运动,线速度的大小为v,质量为m,求: (1)半个周期内这个物体的动量变化的大小及方向. (2)一个周期内这个物体的动量变化的大小及方向.