新高考一轮复习人教版专题七动量与动量守恒课件（19张）

考点一冲量、动量与动量定理一、冲量反映力在时间上的积累效果的物理量。1.定义:力与其作用时间的乘积(I=Ft)。2.矢量:与F(F方向不变时)同向。3.求解恒力的冲量:直接代入I=Ft求解。变力冲量的计算:①写出变力随时间的变化关系,通过F-t图像中图线与t

轴所围面积求解;②利用动量定理求解。二、动量1.定义:物体质量与其速度的乘积(p=mv)。2.矢量:与v同向,是状态量。3.引入意义1)描述力作用一段时间后对物体产生的效果。2)解释相互作用的系统在作用过程中遵循的规律。三、动量定理1.内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合

外力的冲量。2.表达式:I合=mv2-mv1=F合t。3.方向:表达式为矢量式,应用时需要规定正方向。4.意义:合外力的冲量是物体动量变化的原因,动量变化是合外力冲量的

必然结果。考点二动量守恒定律1.研究对象:多个物体构成的系统。2.结论:系统所受合外力的冲量为零时,系统动量严格守恒;系统内力远远

大于系统外力时,系统动量近似守恒;某一方向系统所受合外力为零时,该

方向动量守恒。3.表达式:m1v1+m2v2=m1v10+m2v20或m1v1-m1v10=-(m2v2-m2v20)。拓展一动量与能量的综合一、碰撞问题研究1.分析思路:对某个系统,要先进行受力分析,再根据时间积累(时间极短)

或空间积累,从动量或能量角度解决问题。选用动量方法时,要先规定正

方向,并写出初末动量,再判断动量是否守恒,守恒时用动量守恒定律,不

守恒则用动量定理。选用能量方法时,同样要判断机械能是否守恒,守恒

时用机械能守恒定律,不守恒则用动能定理。2.碰撞特点1)动量一定守恒m1v10+m2v20=m1v1+m2v2

m1

+

m2

=

(m1+m2)v2+E损max3)弹性碰撞(没有能量损失)

m1

+

m2

=

m1

+

m2

结合碰撞过程动量一定守恒可得:v1=

v2=

4)一动碰一静的弹性碰撞(v20=0)若m1=m2,则v1=0,v2=v10,二者速度交换;若m1<m2,则v1<0,碰者反弹;若m1≫m2,

则v1≈v10,v2≈2v10。2)完全非弹性碰撞(碰后两物体速度相等)【例1】如图所示,水平地面放置A和B两个物块,物块A的质量m1=2kg,物

块B的质量m2=1kg,A、B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5。现对物块A

施加一个与水平方向夹角为37°的外力F=10N,使A由静止开始运动,经过

12s,A刚好运动到B处,物块A与B碰前瞬间撤掉外力F,且A、B碰撞过程无

能量损失,碰撞时间很短,A、B均可视为质点,g=10m/s2,求:(1)A、B碰撞前瞬间,物块A的速度大小;(2)若在B正前方放一弹性挡板且B与其碰撞无能量损失,为使得A、B能发生第二次碰撞,弹性挡板距离物块B的距离L应满足什么条件?解析(1)由牛顿第二定律得Fcos37°-μ(m1g-Fsin37°)=m1a,解得a=0.5m/s2,碰前A的速度v10=at=6m/s。(2)根据弹性碰撞的规律有m1v10=m1v1+m2v2,

m1

=

m1

+

m2

;碰后,对A由动能定理可得-μm1gx1=0-

m1

,解得A碰后的滑行距离x1=0.4m;对B由动能定理可得-μm2gx2=0-

m2

,解得B碰后的滑行距离x2=6.4m;依题意及几何关系有x1+x2>2L,则L<3.4m。二、子弹打木块模型的处理1.特点:瞬间发生,内力≫外力,系统动量守恒。2.损失的机械能转化为热量,Q=f·x相,x相为相对运动距离。【例2】如图所示,在固定的水平杆上,套有质量为m的光滑圆环,轻绳一

端拴在环上,另一端系着质量为M的木块,现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中,重力加速度为g,下列说法正确

的是

(

)A.子弹射入木块后的瞬间,木块的速度大小为

B.子弹射入木块后的瞬间,绳子拉力等于(m0+M)gC.子弹射入木块后的瞬间,环对轻杆的压力大于(m0+m+M)gD.子弹射入木块之后,圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒解析子弹射入木块瞬间,木块和子弹构成的系统动量守恒,则m0v0=(m0+M)

v,v=

,A错误;子弹射入后,木块做圆周运动,故绳上拉力大于(m0+M)g,B错误;子弹射入木块瞬间,环对轻杆的压力大于三者重力之和,C正

确;子弹射入木块后,三者构成的系统水平方向动量守恒,竖直方向动量不

守恒,D错误。三、爆炸与反冲问题的研究1.特征1)瞬间完成,内力远远大于外力,动量守恒;2)系统总动能增大。2.速度条件:m1v1=m2v2,ΔE=

m1

+

m2

。3.位移条件:m1x1=m2x2,x相=x1+x2。拓展二从动量与能量观点探究力学综合问题1.从功与冲量角度理解动能定理与动量定理

2.力学规律的选用原则1)如果要列出各物理量在某一时刻的关系式,可用牛顿第二定律。2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定

理(涉及时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)。3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用两个守恒

定律去解决问题,但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件。4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律,通常系统克服摩擦

力所做的功等于系统机械能的减少量,即转变为系统内能的量。5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,需注意到这些过程

一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化。这种问题由于

作用时间都极短,因此动量守恒定律一般能派上大用场。应用“水上飞人”——流体模型一、分析思路解决流体类问题时,常常选极短时间Δt内流过的质量为Δm的物体作为研究对象进行分析。二、解题流程【例】游乐园入口旁有一喷泉,在水泵作用下水柱将站在冲浪板上的玩

具模型托起,稳定地悬停在空中,如图所示。这一景观可做如下简化,假设

水柱以一定的流量Q从喷口竖直向上喷出,设同一高度水柱横截面上各处

水的速率都相同,所有水都能喷到冲浪板的底部且水平方向的速度可忽

略不计,冲击冲浪板后,水在竖直方向的速度立即变为零,在水平方向朝四

周均匀散开。已知玩具模型和冲浪板总质量为M,水的密度为ρ,重力加速

度大小为g,空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。试计算玩具模型悬

停时,水到达冲浪板底部的速度大小。解析设很短时间Δt内,从喷口喷出的水可视为截面积为S的圆柱体,水柱

在喷口初速度为v0,依题意有ΔM=ρSv0Δt=ρQΔt;以水柱为研究对象,根据动

量定理有FΔt=0-ΔM(-v),由牛顿第三定律可知水对板的作用力的大小为F'

=F,当玩具模型和冲浪板在空中悬停时,根据平衡方程可知F'=Mg,解得v=

。创新点动量守恒定律及能量守恒定律在原子物理中的应用动量守恒定律和能量守恒定律是自然界两大守恒定律。对于原子物理

学,尽管这一微观领域有其特殊性,但这两个守恒定律仍然是适用的,而且

它们还被赋予了新的内涵。爱因斯坦质能方程E=mc2扩展和深化了质量

与能量的概念。在解决有关原子物理的问题时,要牢牢把握住所有微观

粒子的动量和能量变化均体现在光子频率的变化上!即由E=mc2=h

,p=mc可得微观粒子动量p=

。【例】守恒是物理学中的重要思想。请尝试用守恒思想分析下列问题:(1)康普顿在研究石墨对X射线的散射时,用波长λ0的X光子与静止的电子

碰撞,发现在散射的X射线中,除了与入射波长相同的成分外,还有波长大

于λ0的成分。请同学构建碰撞模型,在图中通过作图表示出散射后X光子

的动量,简述作图依据并解释实验现象。(2)处于n=2激发态的某氢原子以速度v0运动,当它向k=1的基态跃迁时,沿

与v0相反的方向辐射一