高中物理奥赛必看讲义动量与能量.pdf

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1、动量和能量第一讲基本知识介绍一、冲量和动量1、冲力（F—t图象特征）→冲量。冲量定义、物理意义冲量在F—t图象中的意义→从定义角度求变力冲量（F对t的平均作用力）2、动量的定义动量矢量性与运算二、动量定理1、定理的基本形式与表达2、分方向的表达式：ΣI=ΔP，ΣI=ΔP…xxyyP3、定理推论：动量变化率等于物体所受的合外力。即=ΣFt外三、动量守恒定律1、定律、矢量性2、条件a、原始条件与等效b、近似条件c、某个方向上满足a或b，可在此方向应用动量守恒定律四、功和能1、功的定义、标量性，功在F—S图象中的意义2、功率，定义求法和推论求法

2、3、能的概念、能的转化和守恒定律4、功的求法a、恒力的功：W=FScosα=FS=FSFSb、变力的功：基本原则——过程分割与代数累积；利用F—S图象（或先寻求F对S的平均作用力）c、解决功的“疑难杂症”时，把握“功是能量转化的量度”这一要点五、动能、动能定理1、动能（平动动能）2、动能定理a、ΣW的两种理解b、动能定理的广泛适用性六、机械能守恒1、势能a、保守力与耗散力（非保守力）→势能（定义：ΔE=－W）p保b、力学领域的三种势能（重力势能、引力势能、弹性势能）及定量表达2、机械能3、机械能守恒定律a、定律内容b、条件与拓展条件（注意系统

3、划分）c、功能原理：系统机械能的增量等于外力与耗散内力做功的代数和。七、碰撞与恢复系数1、碰撞的概念、分类（按碰撞方向分类、按碰撞过程机械能损失分类）碰撞的基本特征：a、动量守恒；b、位置不超越；c、动能不膨胀。2、三种典型的碰撞a、弹性碰撞：碰撞全程完全没有机械能损失。满足——mv+mv=mv+mv11022011221111mv2+mv2=mv2+mv212122102202122解以上两式（注意技巧和“不合题意”解的舍弃）可得：(mm)v2v(mm)v2vv=121020，v=2120101mm2mm1221对于结果的讨论：

4、①当m=m时，v=v，v=v，称为“交换速度”；12120210②当m＜＜m，且v=0时，v≈－v，v≈0，小物碰大物，原速率12201102返回；③当m＞＞m，且v=0时，v≈v，v≈2v，1220110210b、非（完全）弹性碰撞：机械能有损失（机械能损失的内部机制简介），只满足动量守恒定律c、完全非弹性碰撞：机械能的损失达到最大限度；外部特征：碰撞后两物体连为一个整体，故有mvmvv=v=11022012mm123、恢复系数：碰后分离速度（v－v）与碰前接近速度（v－v）的比值，即：211020vve=21。根据“碰撞的基本特征”

5、，0≤e≤1。vv1020当e=0，碰撞为完全非弹性；当0＜e＜1，碰撞为非弹性；当e=1，碰撞为弹性。八、“广义碰撞”——物体的相互作用1、当物体之间的相互作用时间不是很短，作用不是很强烈，但系统动量仍然守恒时，碰撞的部分规律仍然适用，但已不符合“碰撞的基本特征”（如：位置可能超越、机械能可能膨胀）。此时，碰撞中“不合题意”的解可能已经有意义，如弹性碰撞中v=v，110v=v的解。2202、物体之间有相对滑动时，机械能损失的重要定势：－ΔE=ΔE=f·S，其内滑相中S指相对路程。相第二讲重要模型与专题一、动量定理还是动能定理物理情形：太空

6、飞船在宇宙飞行时，和其它天体的万有引力可以忽略，但是，飞船会定时遇到太空垃圾的碰撞而受到阻碍作用。设单位体积的太空均匀分布垃圾n颗，每颗的平均质量为m，垃圾的运行速度可以忽略。飞船维持恒定的速率v飞行，垂直速度方向的横截面积为S，与太空垃圾的碰撞后，将垃圾完全粘附住。试求飞船引擎所应提供的平均推力F。模型分析：太空垃圾的分布并不是连续的，对飞船的撞击也不连续，如何正确选取研究对象，是本题的前提。建议充分理解“平均”的含义，这样才能相对模糊地处理垃圾与飞船的作用过程、淡化“作用时间”和所考查的“物理过程时间”的差异。物理过程需要人为截取，对象是

7、太空垃圾。先用动量定理推论解题。取一段时间Δt，在这段时间内，飞船要穿过体积ΔV=S·vΔt的空间，遭遇nΔV颗太空垃圾，使它们获得动量ΔP，其动量变化率即是飞船应给予那部分垃圾的推力，也即飞船引擎的推力。PMvmnVvmnSvtvF=====nmSv2tttt如果用动能定理，能不能解题呢？同样针对上面的物理过程，由于飞船要前进x=vΔt的位移，引擎推力F须做功W=Fx，它对应飞船和被粘附的垃圾的动能增量，而飞船的ΔE为零，所以：k1W=ΔMv221即：FvΔt=（nmS·vΔt）v221得到：F=nmSv22两个结

8、果不一致，不可能都是正确的。分析动能定理的解题，我们不能发现，垃圾与飞船的碰撞是完全非弹性的，需要消耗大量的机械能，因此，认为“引擎做功就等于垃圾动能增加”的观点是