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时间:2020-09-05
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1、动量守恒定律及其应用一轮复习课一、动量守恒定律1、内容:一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变的。这就是动量守恒定律。2、表达式系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′。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。相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。系统总动量的增量为零。3、动量守恒定律的适用条件(1)系统不受外力或系统所受外力之和为零,是系统动量守恒的条件。(2)如果系统所受外力之和不为零,而且如果系统内的相互作用力远大于作用于系统的外力,或者外力作用的时间极短,这时外力的冲量就可以忽略不计,可以近似地认为系统的动量
2、守恒。人船问题。碰撞(3)若系统所受外力之和不为零,但在某一方向上的外力之和为零,则在该方向上系统动量守恒。[例1] (2018·安徽六安市一中段考)如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是( )二、动量守恒定律的应用应用动量守恒定律的解题步骤1、根据题意确定研究对象:由两个或几个物体组成的物体系。2、分析研究对象受力情况,判断是否满足动量守恒条件。3、分析各个物体的初状态和末状态,确定相应的动量。4、在一维的情况下,应选取合适的正方向。5、最后
3、根据动量守恒定律列方程并求解。三、碰撞问题是动量守恒定律的重要应用1.对碰撞的理解(1)发生碰撞的物体间一般作用力很大,作用时间很短;各物体作用前后各自动量变化显著;物体在作用时间内位移可忽略。(2)即使碰撞过程中系统所受合外力不等于零,由于内力远大于外力,作用时间又很短,故外力的作用可忽略,认为系统的动量是守恒的。(1) 、 完全非弹性碰撞:运动学特征:碰后两物体粘在一起;典型问题如子弹打木块。动力学特征:动量守恒,机械能不守恒,动能损失最多。m1v10+m2v20=(m1+m2)v2、分类2. 一般非弹性碰撞在非弹性碰撞过程中,物体发生的形变不能完全恢复,有一部分动能转化
4、为内能,碰撞前后系统的动能减少。动力学特征:动量守恒,机械能不守恒且减少。m1v10+m2v20=m1v1+m2v2;3.完全弹性碰撞在弹性碰撞过程中,物体发生的形变能够完全恢复,没有能量损失,碰撞前后系统动能不变。动力学特征:动量守恒,机械能守恒。①由①②两式得②③④则由③④两式得特例若v2=0①若m1=m2,则v1′=0,v2′=v1即两球碰撞后速度互换;②若m1>m2,则v1′>0,v2′>0,碰后两球均向前运动;③若m10,碰后质量小的被反弹回来。四、爆炸与反冲问题动力学特征:动量守恒,机械能不守恒且增加。1.爆炸(1)爆炸中的动量守恒爆
5、炸过程中物体间的相互作用力是变力,作用时间很短,作用力很大,远大于系统受到的外力,可以用动量守恒定律来处理。(2)爆炸中的能量因为有其他形式的能转化为动能,所以系统的动能会增加。(3)爆炸后的运动状态在空中沿水平方向运动的物体,如果爆炸后分裂成两块,前面一块做平抛运动时,后面一块可能做同向或反向的平抛运动,也可能做自由落体运动。2.反冲(1)定义:当一个物体向某个方向射出物体的一部分时,这个物体的剩余部分将向相反的方向运动,这种现象叫作反冲运动。(2)反冲中的动量守恒反冲过程中物体间的相互作用力是变力,作用时间很短,作用力很大,远大于系统受到的外力,可以用动量守恒定律来处理。
6、(3)反冲中的能量因为有其他形式的能转化为动能,所以系统的动能会增加。[例4] 以与水平方向成60°角斜向上的初速度v0射出的炮弹,到达最高点时因爆炸分成质量分别为m和2m的两块,其中质量为2m的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行。求:(1)质量较小的那一块弹片速度的大小和方向;(2)爆炸过程中有多少化学能转化为炮弹的动能?五、反冲运动的应用——“人船模型”1.“人船模型”问题两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒.在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的问题归为“人船模型”问题.2.人船模型的特点(1)两物体满足
7、动量守恒定律:m1v1=m2v2(2)运动特点:人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右;人船位移比等于它们质量的反比;人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比,即例6如图所示,长为L、质量为M的小船停在静水中,质量为m的人从静止开始从船头走到船尾,不计水的阻力,求船和人相对地面的位移各为多少?解:设任一时刻人与船速度大小分别为v1、v2,作用前都静止.因整个过程中动量守恒,所以有mv1=Mv2两边乘以时间t有借题发挥“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题,解决这类问题应明确:(1)适
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