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时间:2020-03-13
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1、章末总结知识网络典例精析动量守恒定律达标检测知识网络动量守恒定律基本概念答案动量定义式:p=mv单位:kg·m/s,且1kg·m/s=1N·s方向:与速度方向相同v动量的变化①定义式:Δp=p′-p=mΔv②方向:与方向相同Δv冲量定义式:I=方向:与力F的方向相同物理意义:表示力对的累积效应Ft时间动量定理内容: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力的冲量公式:I==p′-p=mv′-mvF合t答案动量守恒定律公式①p′=p,作用前后总动量相同②Δp=0,作用前后总动量不变守恒条件①系统不受的作用③内力远大于,且作用时间极短,
2、系统动量近似守恒动量守恒定律内容:如果一个系统,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变③Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的变化大小相等、方向相反②系统所受外力的矢量和为零④系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为零,系统在该方向上动量守恒不受外力外力外力应用动量守恒定律碰撞:弹性碰撞、非弹性碰撞反冲、火箭返回一、动量定理及其应用典例精析1.冲量的计算(1)恒力的冲量:公式I=Ft适用于计算恒力的冲量.(2)变力的冲量:①通常利用动量定理I=Δp求解.②可用图象法计算.在F-t图象中阴影部分(如图1)的面积就表示力在时间Δt
3、=t2-t1内的冲量.图12.动量定理Ft=mv2-mv1的应用(1)它说明的是力对时间的累积效应.应用动量定理解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.(2)应用动量定理求解的问题:①求解曲线运动的动量变化量.②求变力的冲量问题及平均力问题.3.物体动量的变化率等于它所受的合外力,这是牛顿第二定律的另一种表达式.例1一个铁球,从静止状态由10m高处自由下落,然后陷入泥潭中,从进入泥潭到静止用时0.4s,该铁球的质量为336g,求:(结果保留两位小数,g取10m/s2)(1)从开始下落到进入泥潭前,重力对小球的冲量为多少?
4、解析答案解析小球自由下落10m所用的时间是t1==s=s,重力的冲量IG=mgt1=0.336×10×N·s≈4.75N·s,方向竖直向下.答案4.75N·s,方向竖直向下(2)从进入泥潭到静止,泥潭对小球的冲量为多少?解析答案解析设向下为正方向,对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg(t1+t2)-Ft2=0.泥潭的阻力F对小球的冲量Ft2=mg(t1+t2)=0.336×10×(+0.4)N·s≈6.10N·s,方向竖直向上.答案6.10N·s,方向竖直向上(3)泥潭对小球的平均作用力大小为多少?解析由Ft2=6.10N
5、·s得F=15.25N答案15.25N1.合理选择研究对象及对应运动过程.2.由守恒条件判断研究的系统动量是否守恒.注意:若选的过程包含几个子过程,则每个子过程都必须满足动量守恒.3.解题时应先规定正方向,将矢量式转化为标量式.二、动量守恒定律的应用例2如图2所示,在光滑水平面上有两个木块A、B,木块B左端放置小物块C并保持静止,已知mA=mB=0.2kg,mC=0.1kg,现木块A以初速度v=2m/s沿水平方向向右滑动,木块A与B相碰后具有共同速度(但不粘连),C与A、B间均有摩擦.求:解析答案(1)木块A与B相碰瞬间木块A及小物块C的速度大
6、小;图2解析木块A与B相碰瞬间C的速度为0,A、B木块的速度相同,由动量守恒定律得mAv=(mA+mB)vA,vA==1m/s.答案1m/s0(2)设木块A足够长,求小物块C的最终速度解析答案解析C滑上A后,摩擦力使C加速,使A减速,直至A、C具有相同的速度,以A、C整体为研究对象,由动量守恒定律得mAvA=(mA+mC)vC,vC=m/s,方向水平向右.答案m/s,方向水平向右1.动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,可写出某一方向的分量表达式;而动能定理和能量守恒定律是标量式,绝无分量表达式.2.解题时必须注意动量守恒时,机械能不一定守恒,反
7、之亦然.动量守恒的条件是合外力为零,而机械能守恒的条件是除重力弹力外的其他外力做的功为零.3.若系统有多种形式的能参与转化,则应用能量守恒的观点分析较方便.三、动量和能量综合问题分析例3如图3所示,在光滑水平面上,木块A的质量mA=1kg,木块B的质量mB=4kg,质量mC=2kg的木块C置于足够长的木块B上,B、C之间用一轻弹簧相拴接并且接触面光滑.开始时B、C静止,A以v0=10m/s的初速度向右运动,与B碰撞后B的速度为3.5m/s,碰撞时间极短.求(1)A、B碰撞后A的速度;图3解析答案解析因碰撞时间极短,A、B碰撞时,C的速度为零,规
8、定A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mAv0=mAvA+mBvB解得vA=代入数据解得vA=-4m/s,负号说明方向与A的初速度方向相反.答案4
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