浙江鸭版高考物理大一轮复习第六章动量守恒定律第讲动量定理动量守恒定律课件.pptx

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第六章动量守恒定律第1讲动量定理动量守恒定律1感谢你的聆听2019-9-30NEIRONGSUOYIN内容索引过好双基关研透命题点课时作业回扣基础知识训练基础题目细研考纲和真题分析突破命题点限时训练练规范练速度2感谢你的聆听2019-9-30过好双基关1.动量物体的质量与速度的乘积为动量,即p=mv,单位是kg·m/s.动量是描述物体运动状态的物理量,是矢量,其方向与的方向相同.2.冲量力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,即I=F·t,冲量是矢量,其方向与的方向相同,单位是N·s.3.动量定理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力的冲量,即p′-p=I.适用于单个物体或多个物体组成的系统.对对答案一、动量和动量定理速度力自测1下列说法正确的是A.速度大的物体,它的动量一定也大B.动量大的物体,它的速度一定也大C.只要物体的运动速度大小不变,物体的动量就保持不变D.物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大答案√自测2(多选)如图1所示,一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t,则A.拉力对物体的冲量大小为FtB.拉力对物体的冲量大小为FtsinθC.摩擦力对物体的冲量大小为FtsinθD.合外力对物体的冲量大小为零√√图1解析拉力F对物体的冲量就是Ft,所以A项正确,B项错误;物体受到的摩擦力Ff=Fcosθ,所以,摩擦力对物体的冲量大小为Fft=Ftcosθ,C项错误;物体匀速运动,合外力为零,所以合外力对物体的冲量大小为零,D项正确.解析答案1.适用条件(1)系统不受外力或所受外力的合力为零,不是系统内每个物体所受的合力都为零,更不能认为系统处于状态.(2)近似适用条件:系统内各物体间相互作用的内力它所受到的外力.(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则系统动量守恒.2.动量守恒定律的不同表达形式(1)m1v1+m2v2=,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的总动量等于作用后的总动量.(2)Δp1=,相互作用的两个物体动量的增量等大反向.(3)Δp=,系统总动量的增量为零.对对答案二、动量守恒定律平衡远大于在该方向上m1v1′+m2v2′-Δp20自测3关于系统动量守恒,下列说法错误的是A.只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒B.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒C.系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒D.相互作用的两物体动量的增量的矢量和一定为零答案√动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒_____非弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失_____1.碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,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.3.分类对对答案三、碰撞很大远大于守恒最大1.反冲现象(1)如果一个静止的物体在内力作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向运动.(2)反冲运动中,相互作用力一般较大,通常可以用定律来处理.(3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的增加.2.火箭(1)工作原理:利用反冲运动.火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时,使火箭获得巨大的.(2)设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量是Δm,喷出燃气的速度大小是u,喷出燃气后火箭的质量是m,则火箭获得的速度大小v=.对对答案四、反冲运动火箭相反方向动量守恒机械能反作用力Δmum自测4(多选)下列属于反冲运动的是A.汽车的运动B.直升飞机的运动C.火箭的运动D.反击式水轮机的运动√返回答案√研透命题点命题点一动量定理的理解和应用1.理解(1)物体的动量变化一定,此时力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小.(2)物体受到的作用力一定,此时力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小.2.应用(1)应用I=Δp求变力的冲量.(2)应用Δp=F·Δt求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化量.(3)应用动量定理解题的步骤①确定研究对象.②进行受力分析:分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力.③分析运动过程,选取正方向,确定初、末状态的动量以及整个过程合力的冲量.④列方程:根据动量定理列方程求解.答案解析例1用豆粒模拟气体分子,可以模拟气体压强产生的原理.如图2所示,从距秤盘80cm高处把1000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上,持续作用时间为1s,豆粒弹起时竖直方向的速度大小变为碰前的一半,方向相反.若每个豆粒只与秤盘碰撞一次,且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内,碰撞力远大于豆粒受到的重力),已知1000粒的豆粒的总质量为100g.则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为A.0.2NB.0.6NC.1.0ND.1.6N√图2变式1篮球运动员通常要伸出双手迎接传来的篮球.接球时,两手随球迅速收缩至胸前,如图3所示.这样做可以A.减小球对手的冲量B.减小球对人的冲击力C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量√答案解析图3解析先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球引至胸前,这样可以增加球与手接触的时间,根据动量定理得:-Ft=0-mvF=,球对手的冲量、球的动量和球的动能的变化量都不变,当时间增大时,球与人间的作用力减小,所以B正确.mvt答案0.6N·s,方向竖直向上变式2一个质量为m=100g的小球从离厚软垫h=0.8m高处自由下落,落到厚软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t=0.2s,不计空气阻力,则在这段时间内,软垫对小球的冲量是多少?(取g=10m/s2)答案解析设I为软垫对小球的冲量,并令竖直向下的方向为正方向,则对小球整个运动过程运用动量定理得mg(t1+t)+I=0,得I=-0.6N·s.负号表示软垫对小球的冲量方向和规定的正方向相反,方向竖直向上.解析设小球自由下落h=0.8m的时间为t1,由h=12gt12得t1=2hg=0.4s.1.适用条件(1)前提条件:存在相互作用的物体组成的系统.(2)理想条件:系统不受外力.(3)实际条件:系统所受合外力为0.(4)近似条件:系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力.(5)方向条件:系统在某一方向上满足上面的条件,则在此方向上动量守恒.命题点二动量守恒定律的理解和应用2.解题步骤(1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程);(2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒);(3)规定正方向,确定初、末状态动量;(4)由动量守恒定律列出方程;(5)代入数据,求出结果,必要时讨论说明.例2两磁铁各放在两辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg,乙车和磁铁的总质量为1kg,两磁铁的N极相对.推动一下,使两车相向运动,某时刻甲的速度大小为2m/s,乙的速度大小为3m/s,方向与甲相反,两车运动过程中始终未相碰.则:(1)两车最近时,乙的速度为多大?答案解析v=m乙v乙-m甲v甲m甲+m乙=1×3-0.5×20.5+1m/s=43m/s.解析两车相距最近时,两车的速度大小相同,设该速度大小为v,取刚开始运动时乙车的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m乙v乙-m甲v甲=(m甲+m乙)v所以两车最近时,乙车的速度大小为答案43m/s(2)甲车开始反向时,乙的速度为多大?答案解析解析甲车开始反向时,其速度大小为0,设此时乙车的速度大小为v乙′,取刚开始运动时乙车的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m乙v乙-m甲v甲=m乙v乙′解得v乙′=2m/s.答案2m/s变式3(多选)如图4所示是两组短道速滑选手在接力瞬间的照片,在短道速滑接力时,后面队员把前面队员用力推出(推出过程中可忽略运动员受到的冰面水平方向的作用力),以下说法正确的是A.接力过程中前面队员动能增加量等于后面队员动能减少量B.接力过程中前面队员受到的冲量和后面队员受到的冲量大小相等,方向相反C.接力过程中前后两名队员总动量增加D.接力过程中前后两名队员总动量不变答案√图4√解析由题图乙可知,A、B最终以共同速度v1匀速运动,可以确定物体A相对小车B的位移,不能确定小车上表面长度,A错误;以v0的方向为正方向,由动量守恒定律得mAv0=(mA+mB)v1,可解得物体A与小车B的质量之比,D正确,B、C错误.变式4如图5甲所示,光滑平台上物体A以初速度v0滑到静止于水平地面且上表面粗糙的水平小车上,车与水平面间的动摩擦因数不计,图乙为物体A与小车B的v-t图象,由图乙中各物理量可求得A.小车上表面的长度B.物体A的质量C.小车B的质量D.物体A与小车B的质量之比√答案解析图5A.M+mv0-mv1MB.M+mv0+mv1MC.Mv0+mv1M-mD.Mv0-mv1M-m变式5一质量为M的航天器远离太阳和行星,正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,气体向后喷出的速度大小为v1,加速后航天器的速度大小v2等于(v0、v1、v2均为相对同一参考系的速度)答案解析√解析设v0的方向为正方向,根据题意,由动量守恒定律有Mv0=-mv1+(M-m)v2解得v2=Mv0+mv1M-m,故选项C正确.1.碰撞遵循的三条原则(1)动量守恒定律(2)机械能不增加命题点三碰撞问题Ek1+Ek2≥Ek1′+Ek2′或p122m1+p222m2≥p1′22m1+p2′22m2(3)速度要合理①同向碰撞:碰撞前,后面的物体速度大;碰撞后,前面的物体速度大(或相等).②相向碰撞:碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变.2.弹性碰撞讨论(1)满足动量守恒和机械能守恒m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′①12m1v12+12m2v22=12m1v1′2+12m2v2′2②(2)“一动碰一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足:v1=m1-m2m1+m2v0,v2=2m1m1+m2v0.当两物体质量相等时,两物体碰撞后交换速度.(3)含有弹簧的系统的动量守恒问题,从本质上看,属于一种时间较长的弹性碰撞.在作用的过程中,当弹簧被压缩至最短或拉伸至最长时,系统内各个物体具有共同的速度,而此时弹簧的弹性势能最大.例3如图6所示,一个质量为M=50kg的运动员和质量为m=10kg的木箱静止在光滑水平面上,从某时刻开始,运动员以v0=3m/s的速度向墙的方向推出箱子,箱子与右侧墙壁发生完全弹性碰撞后返回.当运动员接到箱子后,再次重复上述过程,每次运动员均以v0=3m/s的速度向墙的方向推出箱子.求:图6(1)运动员第一次接到木箱后的速度大小;答案解析答案1m/s解析取水平向左为正方向,根据动量守恒定律得第一次推出木箱0=Mv1-mv0第一次接住木箱Mv1+mv0=(M+m)v1′解得v1′=2mv0M+m=1m/s(2)运动员最多能够推出木箱几次?答案答案3次解析解析第二次推出木箱(M+m)v1′=Mv2-mv0第二次接住木箱Mv2+mv0=(M+m)v2′同理可得第n次接住木箱时获得的速度为vn′=2nmv0M+m≤v0(n=1,2,3…)解得n≤3故运动员最多能够推出木箱3次.变式6(多选)如图7所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生碰撞后的可能运动状态是A.A和B都向左运动B.A和B都向右运动C.A、B都静止D.A向左运动,B向右运动√图7√答案A.14B.25C.23D.17变式7(多选)如图8所示,在光滑水平面上,质量为m的A球以速度v0向右运动,与静止的质量为5m的B球碰撞,碰撞后A球以v=av0(待定系数a1)的速度弹回,并与固定挡板P发生弹性碰撞,若要使A球能再次追上B球并相撞,则系数a可以是√答案解析图8√变式8如图9所示,在水平光滑直导轨上,静止着两个质量为m=1kg的相同的小球A、B.现让A球以v0=2m/s的速度向B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起继
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