《三维设计》新课标高考物理一轮总复习课件第十三章 动量第1单元 动量守恒定律及其应用(53张ppt).ppt
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1、三维设计2014新课标高考物理一轮总复习课件第十三章 动量第1单元 动量守恒定律及其应用(53张ppt)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望提示提示物体物体M动动量的量的变变化量化量为为Mv2,m动动量的量的变变化化量量为为(mv1mv0),因,因m和和M组组成的系成的系统统合外力合外力为为零,零,故此系故此系统动统动量守恒,表达式量守恒,表达式为为:mv0Mv2mv1。记记一一记记1动动量量(1)定定义义:物体的:物体的 与与 的乘的乘积积。(2)公式
2、:公式:。(3)单单位:位:。符号:。符号:kgm/s。(4)意意义义:动动量是描述物体量是描述物体 的物理量,是矢的物理量,是矢量,其方向与量,其方向与 的方向相同。的方向相同。2动动量量变变化化(1)定定义义:物体的末:物体的末动动量量p与初与初动动量量p的差。的差。(2)定定义义式:式:。(3)矢量性:矢量性:动动量量变变化是矢量,其方向与物体的速度化是矢量,其方向与物体的速度变变化的方向化的方向 。速度速度pmv千克千克米米/秒秒运运动动状状态态速度速度ppp相同相同质质量量3动动量守恒定律量守恒定律(1)内容:如果系内容:如果系统统不受外力,或者所受外力的合力不受外力,或者所受外力的
3、合力为为零,零,这这个系个系统统的的总动总动量量 。(2)常用的四种表达形式:常用的四种表达形式:pp:即系:即系统统相互作用前的相互作用前的总动总动量量p和相互作用后和相互作用后的的总动总动量量p大小大小 ,方向,方向 。ppp0:即系:即系统总动统总动量的量的 为为零。零。p1p2:即相互作用的系:即相互作用的系统统内的两部分物体,内的两部分物体,其中一部分其中一部分动动量的量的 等于另一部分等于另一部分动动量量 。保持不保持不变变相等相等相同相同增量增量增加量增加量减少量减少量 ,即相互作用前后,即相互作用前后系系统统内各物体的内各物体的动动量都在同一直量都在同一直线线上上时时,作用前,
4、作用前总动总动量量与作用后与作用后总动总动量相等。量相等。(3)常常见见的几种守恒形式及成立条件:的几种守恒形式及成立条件:理想守恒:系理想守恒:系统统 或所受外力的或所受外力的 为为零。零。近似守恒:系近似守恒:系统统所受外力所受外力虽虽不不为为零,但内力零,但内力外力。外力。分分动动量守恒:系量守恒:系统统所受外力所受外力虽虽不不为为零,但在某方零,但在某方向上合力向上合力为为零,系零,系统统在在该该方向上方向上 。m1v1m2v2m1v1m2v2不受外力不受外力合力合力远远大于大于动动量守恒量守恒试试一一试试1把一支把一支弹弹簧簧枪枪水平固定在小水平固定在小车车上,小上,小车车放在光滑水
5、放在光滑水平地面上,平地面上,枪枪射出一射出一颗颗子子弹时弹时,关于,关于枪枪、弹弹、车车,下列下列说说法正确的是法正确的是 ()A枪枪和和弹组弹组成的系成的系统动统动量守恒量守恒B枪枪和和车组车组成的系成的系统动统动量守恒量守恒C枪弹枪弹和和枪枪筒之筒之间间的摩擦力很小,可以忽略不的摩擦力很小,可以忽略不计计,故二者故二者组组成的系成的系统动统动量近似守恒量近似守恒D枪枪、弹弹、车车三者三者组组成的系成的系统动统动量守恒量守恒解析:内力、外力取决于系解析:内力、外力取决于系统统的划分。以的划分。以枪枪和和弹组弹组成系成系统统,车对枪车对枪的作用力是外力,系的作用力是外力,系统动统动量不守恒,
6、量不守恒,枪枪和和车车组组成的系成的系统统受到系受到系统统外子外子弹弹弹弹力力对枪对枪的作用力,系的作用力,系统动统动量不守恒。量不守恒。枪弹枪弹和和枪枪筒之筒之间间的摩擦力属于内力,但的摩擦力属于内力,但枪枪筒筒受到受到车车的作用力,属于外力,故二者的作用力,属于外力,故二者组组成的系成的系统动统动量不量不守恒。守恒。枪枪、弹弹、车组车组成的系成的系统统所受合外力所受合外力为为零,系零,系统统的的动动量守恒,故量守恒,故D正确。正确。答案:答案:D碰撞、爆炸与反冲碰撞、爆炸与反冲想一想想一想质质量量为为m、速度、速度为为v的的A球跟球跟质质量量为为3m且静止的且静止的B球球发发生正碰。碰撞可
7、能是生正碰。碰撞可能是弹弹性的,也可能是非性的,也可能是非弹弹性的,因性的,因此,碰撞后此,碰撞后B球的速度可能有不同的球的速度可能有不同的值值。请请你分析:碰你分析:碰撞后撞后B球的速度可能是以下球的速度可能是以下值吗值吗?(1)0.6v(2)0.4v(3)0.2v记记一一记记1碰撞碰撞(1)碰撞碰撞现现象:两个或两个以上的物体在相遇的象:两个或两个以上的物体在相遇的时间时间内内产产生生 的相互作用的的相互作用的过过程。程。(2)碰撞特征:碰撞特征:作用作用时间时间 。作用力作用力变变化化 。内力内力 外力。外力。满满足足 。极短极短非常大非常大短短快快远远大于大于动动量守恒量守恒(3)碰撞
8、的分碰撞的分类类及特点:及特点:弹弹性碰撞:性碰撞:动动量量 ,机械能,机械能 。非非弹弹性碰撞:性碰撞:动动量量 ,机械能,机械能 。完全非完全非弹弹性碰撞:性碰撞:动动量量 ,机械能,机械能损损失失 。2爆炸爆炸现现象象爆炸爆炸过过程中内力程中内力远远大于外力,爆炸的各部分大于外力,爆炸的各部分组组成的系成的系统总动统总动量量 。3反冲运反冲运动动(1)物体的不同部分在内力作用下向物体的不同部分在内力作用下向 方向运方向运动动的的现现象。象。(2)反冲运反冲运动动中,相互作用力一般中,相互作用力一般较较大,通常可以用大,通常可以用来来处处理。理。守恒守恒守恒守恒守恒守恒不守恒不守恒守恒守恒
9、最多最多守恒守恒相反相反守恒定律守恒定律动动量量试试一一试试2一小型爆炸装置在光滑、一小型爆炸装置在光滑、坚坚硬的水平硬的水平钢钢板上板上发发生爆生爆炸,所有碎片均沿炸,所有碎片均沿钢钢板上方的板上方的圆锥圆锥面面(圆锥圆锥的的顶顶点在爆点在爆炸装置炸装置处处)飞飞开。在爆炸开。在爆炸过过程中,下列关于爆炸装置的程中,下列关于爆炸装置的说说法中正确的是法中正确的是 ()A总动总动量守恒量守恒 B机械能增大机械能增大C水平方向水平方向动动量守恒量守恒 D竖竖直方向直方向动动量守恒量守恒解析:爆炸装置在光滑、解析:爆炸装置在光滑、坚坚硬的水平硬的水平钢钢板上板上发发生爆炸,生爆炸,与与钢钢板板间产
10、间产生巨大的相互作用力,生巨大的相互作用力,这这个作用力将个作用力将远远远远大大于它所受到的重力,所以爆炸装置的于它所受到的重力,所以爆炸装置的总动总动量是不守恒的。量是不守恒的。但由于但由于钢钢板板对对爆炸装置的作用力是爆炸装置的作用力是竖竖直向上的,因此爆直向上的,因此爆炸装置在炸装置在竖竖直方向直方向动动量不守恒,而在水平方向量不守恒,而在水平方向动动量是守量是守恒的。爆炸恒的。爆炸时时,化学能,化学能转转化化为为机械能,因此,机械能增机械能,因此,机械能增大,故大,故B、C正确。正确。答案:答案:BC动动量守恒定律的量守恒定律的应应用用1.动动量守恒的量守恒的“四性四性”(1)矢量性:
11、表达式中初、未矢量性:表达式中初、未动动量都是矢量,需要首先量都是矢量,需要首先选选取正方向,分清各物体初末取正方向,分清各物体初末动动量的正、量的正、负负。(2)瞬瞬时时性:性:动动量是状量是状态态量,量,动动量守恒指量守恒指对应对应每一每一时时刻的刻的总动总动量都和初量都和初时时刻的刻的总动总动量相等。量相等。(3)同一性:速度的大小跟参考系的同一性:速度的大小跟参考系的选选取有关,取有关,应应用用动动量量守恒定律,各物体的速度必守恒定律,各物体的速度必须须是相是相对对同一参考系的速度。一同一参考系的速度。一般般选选地面地面为为参考系。参考系。(4)普适性:它不普适性:它不仅仅适用于两个物
12、体所适用于两个物体所组组成的系成的系统统,也适,也适用于多个物体用于多个物体组组成的系成的系统统;不;不仅仅适用于宏适用于宏观观物体物体组组成的系成的系统统,也适用于微也适用于微观观粒子粒子组组成的系成的系统统。2应应用用动动量守恒定律解量守恒定律解题题的步的步骤骤例例1(2012山东高考山东高考)光滑水平光滑水平轨轨道上有三个木道上有三个木块块A、B、C,质质量分量分别为别为mA3m、mBmCm,开始,开始时时B、C均静止,均静止,A以初速度以初速度v0向右运向右运动动,A与与B相撞后分相撞后分开,开,B又与又与C发发生碰撞并粘在一起,此后生碰撞并粘在一起,此后A与与B间间的距离的距离保持不
13、保持不变变。求。求B与与C碰撞前碰撞前B的速度大小。的速度大小。图图1312审题审题指指导导A、B、C三个木三个木块块相互碰撞相互碰撞结结束后,束后,A与与B间间距保距保持不持不变变,说说明最明最终终A、B、C三个木三个木块块的速度相同。的速度相同。(1)在同一物理在同一物理过过程中,系程中,系统统的的动动量是否守恒与系量是否守恒与系统统的的选选取密切相关,因此取密切相关,因此应应用用动动量守恒解决量守恒解决问题时问题时,一,一定要明确哪些物体定要明确哪些物体组组成的系成的系统统在哪个在哪个过过程中程中动动量是守恒量是守恒的。的。(2)注意挖掘注意挖掘题题目中的目中的隐隐含条件,含条件,这这是
14、解是解题题的关的关键键,如本例中,撞后如本例中,撞后A、B间间的距离不的距离不变变的含的含义义是碰后是碰后A、B的速度相同。的速度相同。碰撞碰撞问题问题分析分析1.分析碰撞分析碰撞问题问题的三个依据的三个依据(1)动动量守恒,即量守恒,即p1p2p1p2。(3)速度要合理。速度要合理。碰前两物体同向,碰前两物体同向,则则v后后v前前;碰后,原来在前的物;碰后,原来在前的物体速度一定增大,且体速度一定增大,且v前前v后后。两物体相向运两物体相向运动动,碰后两物体的运,碰后两物体的运动动方向不可能都方向不可能都不改不改变变。结论结论:(1)当当m1m2时时,v10,v2v1,两球碰撞后交,两球碰撞
15、后交换换了速度。了速度。(2)当当m1m2时时,v10,v20,碰撞后两球都向前,碰撞后两球都向前运运动动。(3)当当m1m2时时,v10,碰撞后,碰撞后质质量小的球量小的球被反被反弹弹回来。回来。例例2如如图图1313所示,所示,A、B、C三个木三个木块块的的质质量均量均为为m。置于光滑的水。置于光滑的水平面上,平面上,B、C之之间间有一有一轻质弹轻质弹簧,簧,弹弹簧的两端与木簧的两端与木块块接触而不固接触而不固连连,将,将弹弹簧簧压紧压紧到不能再到不能再压缩时压缩时用用细线细线把把B和和C紧连紧连,使,使弹弹簧不能伸展,以至于簧不能伸展,以至于B、C可可视为视为一个整一个整体,体,现现A以
16、初速以初速v0沿沿B、C的的连线连线方向朝方向朝B运运动动,与,与B相碰相碰并粘合在一起,以后并粘合在一起,以后细线细线突然断开,突然断开,弹弹簧伸展,从而使簧伸展,从而使C与与A、B分离,已知分离,已知C离开离开弹弹簧后的速度恰簧后的速度恰为为v0,求,求弹弹簧簧释释放的放的势势能。能。图图1313审题审题指指导导第一步:抓关第一步:抓关键键点点弹弹簧伸展以后,簧伸展以后,A、B的速度也相的速度也相同同A与与B相碰并粘合在相碰并粘合在一起一起A与与B碰后,碰后,A、B、C三者速度相三者速度相同同B、C可可视为视为一个整一个整体体A、B、C组组成的系成的系统动统动量守恒量守恒光滑的水平面光滑的
17、水平面获获取信息取信息关关键键点点第二步:找突破口第二步:找突破口要求要求弹弹簧簧释释放的放的势势能能A、B、C系系统统增加的机械能增加的机械能利用利用动动量守恒定律确定量守恒定律确定A、B、C在在弹弹簧伸展前的速度簧伸展前的速度利利用用动动量守恒定律确定量守恒定律确定A、B、C在在弹弹簧伸展后的速度。簧伸展后的速度。尝试尝试解解题题设设碰后碰后A、B和和C的共同速度大小的共同速度大小为为v,由,由动动量守恒有量守恒有mv03mv设设C离开离开弹弹簧簧时时,A、B的速度大小的速度大小为为v1,由,由动动量守恒量守恒有有3mv2mv1mv0含有含有弹弹簧的碰撞簧的碰撞问题问题,在碰撞,在碰撞过过
18、程中系程中系统统的机械的机械能也不一定守恒,如本例中,能也不一定守恒,如本例中,弹弹簧伸展之前,簧伸展之前,A与与B碰碰撞的撞的过过程程为为完全非完全非弹弹性碰撞,但在碰撞性碰撞,但在碰撞结结束后,束后,弹弹簧簧伸展的伸展的过过程中,系程中,系统统的的动动量和机械能均守恒。量和机械能均守恒。动动量守恒定律与能量的量守恒定律与能量的综综合合问题问题 例例3(2012新课标全国高考新课标全国高考)如如图图1314,小球,小球a、b用等用等长细线悬长细线悬挂于挂于同一固定点同一固定点O。让让球球a静止下垂,将球静止下垂,将球b向右拉起,使向右拉起,使细线细线水平。从静止水平。从静止释释放球放球b,两
19、球碰后粘在一起向左,两球碰后粘在一起向左摆动摆动,此后,此后细线细线与与竖竖直方向直方向之之间间的最大偏角的最大偏角为为60。忽略空气阻力,求:。忽略空气阻力,求:(1)两球两球a、b的的质质量之比;量之比;(2)两球在碰撞两球在碰撞过过程中程中损损失的机械能与球失的机械能与球b在碰前的在碰前的最大最大动动能之比。能之比。图图1314审题审题指指导导解答本解答本题时应题时应注意以下两点:注意以下两点:(1)小球碰撞前和碰撞后小球碰撞前和碰撞后摆动过摆动过程中机械能是守恒的。程中机械能是守恒的。(2)两球相碰两球相碰过过程程为为完全非完全非弹弹性碰撞。性碰撞。(2)两球在碰撞两球在碰撞过过程中的
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