高考物理 热点快速突破 必考部分 专题14 碰撞与动量守恒

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1、专题14碰撞与动量守恒【高考命题热点】主要考查有关动量定理、碰撞过程动量守恒和能量守恒的选择题或计算题，以及验证动量守恒的实验题。【考点清单】一、冲量、动量和动量定理1.冲量：(1)定义：力和力的作用时间的乘积，即表现为力对时间的积累；(2)公式：单位：。适用于求恒力的冲量；(3)方向：与力的方向相同。2.动量：(1)定义：物体的质量与速度的乘积；(2)公式：单位：单位：千克·米/秒，符号：(3)特征：动量是状态量，是矢量，其方向和速度方向相同。3.动量定理：(1)内容：合外力的冲量等于动量的变化量；(2)表达式：(3)矢量性：动量变

2、化量方向与合力的方向相同，可以在某一方向上用动量定理．即列方程时须取正方向，把矢量运算转化为代数运算。(4)理解及应用Ⅰ.应用动量定理时应注意两点①动量定理的研究对象是一个质点(或可视为一个物体的系统)．②动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，各个矢量必须选同一个正方向．Ⅱ.动量定理的三大应用①用动量定理解释现象A.物体的动量变化一定，此时力的作用时间越短，力就越大；时间越长，力就越小．B.作用力一定，此时力的作用时间越长，动量变化越大；力的作用时间越短，动量变化越小．②应用I＝Δp求变力的冲量．③应用Δp＝F·Δt求恒力作用下的曲

3、线运动中物体动量的变化量．Ⅲ.用动量定理解题的基本思路对过程较复杂的运动，可分段用动量定理，也可整个过程用动量定理．二、动量守恒定律1．系统：相互作用的几个物体构成系统．系统中各物体之间的相互作用力称为内力，外部其他物体对系统的作用力叫做外力。2．定律内容：如果一个系统不受外力作用，或者所受的合外力为零，则这个系统的总动量保持不变。3．定律的表达式系统初动量=系统末动量即（需根据题目具体化）4．守恒条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒；(2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动

4、量可近似看成守恒；(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒；能量守恒：可能涉及间相互转化，需根据题意具体列能量转化与守恒方程。5.动量守恒定律的理解及应用Ⅰ.动量守恒的“四性”(1)矢量性：表达式中初、末动量都是矢量，需要首先选取正方向，分清各物体初末动量的正、负；(2)瞬时性：动量是状态量，动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时刻的总动量相等；(3)同一性：速度的大小跟参考系的选取有关，应用动量守恒定律，各物体的速度必须是相对同一参考系的速度．一般选地面为参考系；(4)普适性：它不仅适用于两个物体所组

5、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。Ⅱ.动量守恒定律的不同表达形式(1)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；(2)Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向；(3)Δp＝0，系统总动量的增量为零。6.应用动量守恒定律解题的步骤(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(或某一方向上动量是否守恒)；(3)规定正方向，确定初、末状

6、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。三、碰撞类型：弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞（1）弹性碰撞：碰撞前后系统动量守恒、机械能守恒。动量守恒：机械能守恒：联立以上两式得：（直接记住，考试写上面两式后直接写答案）当时，即小球碰后静止，小球获得小球碰前速度，两球发生速度的交换。（2）非弹性碰撞：动量守恒，机械能不守恒，且（3）完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能不守恒，且（碰撞后系统共速成为一个整体，损失机械能最大）四、动量与能量的综合1．区别与联系：动量守恒定律和机械能守恒定律所研究的对象都是

7、相互作用的物体所构成的系统，且研究的都是某一个物理过程．但两者守恒的条件不同：系统动量是否守恒，决定于系统所受合外力是否为零；而机械能是否守恒，决定于系统是否有除重力和弹簧弹力以外的力是否做功。2．表达式不同：动量守恒定律的表达式为矢量式，机械能守恒定律的表达式则是标量式，对功和能量只是代数和而已。五、验证动量守恒定律1.实验目的（1）验证一维碰撞中的动量守恒；（2）探究一维弹性碰撞的特点。2.实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2

8、v2′，看碰撞前后动量是否守恒。3.实验器材方案一　气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等；方案二　带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等；方案