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时间:2019-01-25
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1、XX届高考物理轮总复习教案032 第32讲动量守恒定律及其应用 教学目标 掌握冲量、动量、动量定理、动量守恒定律及其应用 理解弹性碰撞和非弹性碰撞,并会计算相关问题 重点:动量定理与动量守恒定律的应用 难点:动量守恒定律 知识梳理 一、基本概念比较 冲量与功的比较 定义式冲量的定义式:I=Ft功的定义式:=Fscosθ 属性冲量是矢量,既有大小又有方向功是标量,只有大小没有方向 动量与动能的比较 定义式动量的定义式:p=v动能的定义式:E=12v2 属性动量是矢量动能是标量 动量与动能量值间的关系p=2EE=p22=12pv
2、动量和动能都是描述物体状态的量,都有相对性,都与物体的受力情况无关.动量的变化和动能的变化都是过程量,都是针对某段时间而言的. 动量定理 动量定理的基本形式与表达式:I=Δp. 分方向的表达式:Ix合=Δpx,Iy合=Δpy. 动量定理推论:动量的变化率等于物体所受的合外力,即ΔpΔt=F合. 二、动量守恒定律 动量守恒定律的内容 一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。 即:守恒是指整个过程任意时刻相等定律适用于宏观和微观高速和低速 动量守恒定律的表达形式 即p1+p2=p1/+p2/, Δp1+Δp2=0,Δp
3、1=-Δp2 理解:正方向同参同系微观和宏观都适用 动量守恒定律的适用条 标准条件:系统不受外力或系统所受外力之和为零. 近似条件:系统所受外力之和虽不为零,但比系统的内力小得多,可以忽略不计. 分量条件:系统所受外力之和虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统总动量的分量保持不变. 使用动量守恒定律时应注意: 速度的瞬时性; 动量的矢量性; 时间的同一性. 应用动量守恒定律解决问题的基本思路和方法 分析题意,明确研究对象.在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体统称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用
4、程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的. 对各阶段所选系统内的物体进行受力分析,弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是作用于系统的外力.在受力分析的基础上根据动量守恒定律的条件,判断能否应用动量守恒定律. 明确所研究的相互作用过程,确定过程的始末状态,即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式. 确定正方向,建立动量守恒方程求解. 三、碰撞 两个物体在极短时间内发生相互作用,这种情况称为碰撞。由于作用时间极短,一般都满足内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。碰撞
5、又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。 弹性碰撞:碰撞过程中不但系统的总动量守恒,而且碰撞前后动能也守恒。一般地两个硬质小球的碰撞,都很接近弹性碰撞。 如两个物体弹性正碰,碰前速度分别为v1、v2,碰后速度分别为v1′、v2′,则有: ;可以解得碰后速度。 非弹性碰撞:碰撞过程中只有动量守恒,动能并不守恒。 完全非弹性碰撞:两个物体碰撞后粘在一起。 碰撞过程的三个基本原则 动量守恒。 动能不增加。 碰撞后各物体运动状态的合理性。 四、反冲、爆炸现象 反冲指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物
6、体向相反的方向发生动量变化的现象。喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例。在反冲现象里,系统的动量是守恒的。内力远大于外力,过程持续时间很短,即使系统所受合外力不为零,但合外力的冲量很小,可以忽略不计,可认为动量守恒。 爆炸过程中虽然动量守恒,但由于其他形式的能转化为机械能,所以爆炸前后机械能并不守恒,其动能要增加。 题型讲解 动量定理的应用问题 如图所示,一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上,瓶的底端与竖直墙壁接触.现打开右端阀门,气体向外喷出,设喷口的面积为S,气体的密度为ρ,气体向外喷出的速度为v,则气体刚喷出时贮气瓶底端对竖直墙壁
7、的作用力大小是 A.ρvS B.ρv2S c.12ρv2S D.ρv2S 【解析】Δt时间内喷出气体的质量Δ=ρSv•Δt 对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统,由动量定理得: F•Δt=Δ•v-0 解得:F=ρv2S. 【答案】 D 点评:动量定理对多个物体组成的系统也成立,而动能定理对于多个物体组成的系统不适用. 动量定理对生活中一些现象的解释 玻璃杯同一高度下落下,掉在水泥地上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地撞击的过程中 A.玻璃杯的动量较大B.玻璃杯受到的冲量较大 c.玻璃杯的动量变化较大D.玻璃杯的动量
8、变化较快 【解析】玻璃杯从相同的高度落下,落地时的
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