最新高中物理动量守恒定律

1、动量守恒定律考测点导航1 .动量：运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即pmv；它的单位是kggm/s；它是矢量,方向与速度的方向相同；它是状态量,描述物体运动状态的物理量,两个动量相同必须是大小相等,方向相同.2 .7中量：力和力的作用时间的乘积叫做冲量,即IFt适用于恒力冲量的计算；它的单位是Ns；它是矢量,方向与力的方向相同；它是过程量,描述物体运动过程的物理量.3 .动量定理内容：物体所受的合外力冲量等于它的动量的变化.公式：Ftp,p或Ftmv,mv应用：应用动量定理解释有关现象应用动量定理解决有关问题注意：动量定理主要用来解决一维问题,解题时必须先规定正方向,公式中各矢量的方向用正

2、、负号来表达.动量定理不仅适用于恒力作用,也适用于变力作用.动量定理对于短时间作用如碰撞、打击等更能显示它的优越性.P由动量定理可得到FP,这是牛顿第二定律的另一种表达形式：作用力F等于物体的,口、,一P动量变化率t易错现象1 .不注意动量、冲量、力、速度、动量的变化量等都是矢量,它们之间的方向关系易弄错.2 .易滥用公式IFt计算变力冲量3 .在竖直方向上应用动量定理时易忽略重力4 .动量守恒定律1 .定律内容：相互作用的几个物体组成的系统,如果不受外力作用,或者它们受到的外力之和为零,那么系统的总动量保持不变.2 .数学表达式：miv1m2v2m1v1m2v23 .动量守恒定律的适用条件：

3、1系统不受外力或受到的外力之和为零汇F合=0;2系统所受的外力远小于内力5外=F内,那么系统动量近似守恒；3系统某一方向不受外力作用或所受外力之和为零,那么系统在该方向上动量守恒分方向动量守恒.4 .动量恒定律的“五性：1系统性：应用动量守恒定律时,应明确研究对象是一个至少由两个相互作用的物体组成的系统,同时应保证整个系统的初、末状态的质量相等.2矢量性：系统在相互作用前后,各物体动量的矢量和保持不变.当各速度在同一直线上时,应选定正方向,将矢量运算简化为代数运算.3同时性：32应是作用前同一时刻的速度,v1,v2应是作用后同一时刻的速度.4相对性：列动量守恒的方程时,所有动量都必须相对同一惯

4、性参考系,通常选取地球作参考系.5普适性：它不但适用于宏观低速运动的物体,而且还适用于微观高速运动的粒子.它与牛顿运动定律相比,适用范围要广泛得多,又因动量守恒定律不考虑物体间的作用细节,在解决问题上比牛顿运动定律更简捷.例：在距地面高为h,同时以相等初速V分别平抛,竖直上抛,竖直下抛一质量相等的物体m当它们从抛出到落地时,比拟它们的动量的增量P,有A.平抛过程较大B.竖直上抛过程较大C.竖直下抛过程较大D.三者一样大【错解分析】错解一：根据机械能守恒定律,抛出时初速度大小相等,落地时末速度大小也相等,它们的初态动量P1=mvo.是相等的,它们的末态动量P2=mv也是相等的,所以P=P2P1那

5、么一定相等.选D.错解二：从同一高度以相等的初速度抛出后落地,不管是平抛、竖直上抛或竖直下抛,由于动量增量相等所用时间也相同,所以冲量也相同,所以动量的改变量也相同,所以选D错解一主要是由于没有真正理解动量是矢量,动量的增量P=P2=P1也是矢量的差值,矢量的加减法运算遵从矢量的平行四边形法那么,而不能用求代数差代替.平抛运动的初动量沿水平方向,末动量沿斜向下方；竖直上抛的初动量为竖直向上,末动量为竖直向下,而竖直下抛的初末动量均为竖直向下.这样分析,动量的增量P就不一样了.错解二的主要原因是把能量与动量混为一谯,动能Ek动量P=mo两者之间既有大小的区别(Ek=空),又有方向的区别口动能是标

6、量口没有2m方向,而动量是矢量,有方向.从运动合成的角度可知,平抛运动可由一个水平匀速运动和一个竖直自由落体运动合成得来.它下落的时间由高度决定.即力=、瓯,而竖直上抛落地的时间竖直下抛运动为初速不为零,加速度为g的匀加速度直线运动.竖直下抛落地时间t3ti,所以第二种解法是错误的.【正确解答】1.由动量变化图5-2中可知,P2最大,即竖直上抛过程动量增量最2.由动量定理可知工合二AP,而=皿的竖直上抛过程t?为最大匕=+J2g61Hl*h)JUUm四相同.所以Afz为最大营正硼答案为Bqg【小结】对于动量变化问题,一般要注意两点:(1)动量是矢量,用初、末状态的动量之差求动量变化,一定要注意

7、用矢量的运算法那么,即平行四边形法那么.(2)由于矢量的减法较为复杂,如此题解答中的第一种解法,因此对于初、末状态动量不在一条直线上的情况,通常采用动量定理,利用合外力的冲量计算动量变化.如此题解答中的第二种解法,但要注意,利用动量定理求动量变化时,要求合外力一定为恒力.易错现象1 .用动量守恒定律解题时,有时易无视动量守恒条件的条件,乱代公式.2 .用动量守恒定律解题时,有时不注意动量守恒定律的系统性,出现系统的初、末状态的质量不相等.3 .用动量守恒定律解题时,有时不注意动量守恒定律的相对性,表达式中的各个速度不是相对同一个参照系.例：向空中发射一物体.不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平

8、方向时,物体炸裂为a,b两块.假设质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向那么A.b的速度方向一定与原速度方向相反B.从炸裂到落地这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大C.a,b一定同时到达地面D.炸裂的过程中,a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等【错解分析】错解一：由于在炸裂中分成两块的物体一个向前,另一个必向后,所以选A.错解二：由于不知道a与b的速度谁大,所以不能确定是否同时到达地面,也不能确定水平距离谁的大,所以不选B,C错解三：在炸裂过程中,由于a的质量较大,所以a受的冲量较大,所以D不对.错解一中的熟悉是一种凭感觉判断,而不是建立在全面分析的根底上.事实是由于没有讲明a的速度大小

9、.所以,假设要满足动量守恒,mA+nBv=mAVA+rwb,Vb的方向也可能与Va同向.错解二是由于没有掌握力的独立原理和运动独立性原理.把水平方向运动的快慢与竖直方向的运动混为一谈.错解三的主要错误在于对于冲量的概念没有很好理解.【正确解答】物体炸裂过程发生在物体沿水平方向运动时,由于物体沿水平方向不受外力,所以沿水平方向动量守恒,根据动量守恒定律有：m+mv=mava+rbvb当Va与原来速度V同向时,Vb可能与Va反向,也可能与Va同向,第二种情况是由于Va的大小没有确定,题目只讲的质量较大,但假设va很小,那么mVA还可能小于原动量mA+mV.这时,Vb的方向会与VA方向一致,即与原来

10、方向相同所以A不对.a,b两块在水平飞行的同时,竖直方向做自由落体运动即做平抛运动,落地时间由t=件决定.由于h相等,所以落地时间一定相等,所以U8选项C是正确的由于水平飞行距离x=v-t,a、b两块炸裂后的速度va、vb不一定相等,而落地时间t又相等,所以水平飞行距离无法比拟大小,所以B不对.根据牛顿第三定律,a,b所受爆炸力Fa=-Fb,力的作用时间相等,所以冲量I=Ft的大小一定相等.所以D是正确的.此题的正确答案是：C,D=【小结】对于物理问题的解答,首先要搞清问题的物理情景,抓住过程的特点物体沿水平方向飞行时炸成两块,且a仍沿原来方向运动,进而结合过程特点沿水平方向物体不受外力,运动

11、相应的物理规律沿水平方向动量守恒进行分析、判断.解答物理问题应该有根有据,切忌“想当然地作出判断.5.碰撞现象1 .碰撞指的是物体间相互作用持续很短,而物体间相互作用力很大的现象.在碰撞过程中,内力远大于外力,所以可用动量守恒定律处理碰撞问题.中学物理只研究碰撞前后动量在同一直线上的正碰情况.（1） 弹性碰撞的特点是物体在碰撞过程中发生的形变完全恢复,系统碰撞前后的总动能相等.（2） 非弹性碰撞的特点是发生的形变不能完全恢复,系统碰撞前后的总动能减少.其中完全非弹性碰撞的特点是发生的形变不恢复,相碰后两物体不分开,且以同一速度运动,机械能损失最大.2 .反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一局

12、部物体向某方向发生动量变化时,系统内其余局部物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭都是利用反冲运动的实例.显然,在反冲现象里系统的动量是守恒的.3 .爆炸现象：在爆炸瞬间由于爆炸内力非常大,在爆炸前后瞬间系统的动量是守恒的4 .碰撞、爆炸的比拟：1爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用忽然发生,相互作用的力为变力,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.2在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.3由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.例：静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向抛出质量相同的小球,甲向左抛,乙向右抛,如下图,甲先抛,乙后抛,抛出后两小球相对岸的速率相等,那么以下说法中正确的是A、两球抛出后,船往左以一定速度运动,乙球受到的冲量大一些B、两球抛出后,船往右以一定速度运动,甲球受到的冲量大一些C、两球抛出后,船的速度为零,甲球受到的冲量大一些D、两球抛出后,船的速度为零,两球所受到的冲