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物理第7講 動量與動量守恒

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1、專題整合突破專題二能量與動量專題二能量與動量第第7講動量與動量守恒講動量與動量守恒1 1微網(wǎng)構(gòu)建微網(wǎng)構(gòu)建2 2高考真題高考真題3 3熱點聚焦熱點聚焦4 4復(fù)習(xí)練案復(fù)習(xí)練案微網(wǎng)構(gòu)建微網(wǎng)構(gòu)建高考真題高考真題A 解析本題考查動量守恒定律及其相關(guān)的知識點。 燃?xì)鈴幕鸺龂娍谠诤芏痰臅r間內(nèi)噴出,其噴出過程中重力和空氣阻力可忽略,因此火箭和燃?xì)饨M成的系統(tǒng)所受合外力為零,運用動量守恒定律解答即可。 燃?xì)鈴幕鸺龂娍趪姵龅乃查g,火箭和燃?xì)饨M成的系統(tǒng)動量守恒,設(shè)燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的動量大小為p,根據(jù)動量守恒定律,可得pmv00,解得pmv00.050kg600m/s30kgm/s,選項A正確。AB 解析本題通過

2、Ft圖象考查動量定理。 根據(jù)Ft圖線與時間軸圍成的面積的物理意義為合外力F的沖量,可知在01 s、02 s、03 s、04 s內(nèi)合外力沖量分別為2 Ns、4 Ns、3 Ns、2 Ns,應(yīng)用動量定理Imv可知物塊在1 s、2 s、3 s、4 s末的速率分別為1 m/s、2 m/s、1.5 m/s、1 m/s,物塊在這些時刻的動量大小分別為2 kgm/s、4 kgm/s、3 kgm/s、2 kgm/s,則AB項均正確,CD項均錯誤。 (1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直時的運動時間t; (2)A的最大速度v的大??; (3)初始時B離地面的高度H。 解析本題以滑輪模型為載體考查運動學(xué)公式、動量守恒和能量守恒。

3、 繩子繃直瞬間,兩物塊獲得共同速度,可等效于發(fā)生完全非彈性碰撞,存在動能損失??忌菀追傅腻e誤是忽視了這個關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接對整體應(yīng)用機械能守恒定律。熱點聚焦熱點聚焦 1應(yīng)用動量定理解決問題的關(guān)鍵 (1)表達(dá)式Ftmv2mv1是矢量式,一定要規(guī)定正方向 (2)表達(dá)式中的Ft是指合外力的沖量或者是各個外力沖量的矢量和熱點一動量定理的理解和應(yīng)用 2使用動量定理的注意事項 (1)一般來說,用牛頓第二定律能解決的問題,用動量定理也能解決,如果題目不涉及加速度和位移,用動量定理求解更簡捷。 動量定理不僅適用于恒力,也適用于變力。這種情況下,動量定理中的力F應(yīng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值。 (2)動量定理的

4、表達(dá)式是矢量式,運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向,公式中的F是物體或系統(tǒng)所受的合力。 3應(yīng)用動量定理解題的一般步驟 (1)明確研究對象和研究過程(研究過程既可以是全過程,也可以是全過程中的某一階段) (2)進(jìn)行受力分析:只分析研究對象以外的物體施加給研究對象的力,不必分析內(nèi)力 (3)規(guī)定正方向 (4)寫出研究對象的初、末動量和合外力的沖量,根據(jù)動量定理列方程求解典例典例1 (1)金屬盒能在地面上運動多遠(yuǎn)? (2)金屬盒從開始運動到最后靜止所經(jīng)歷的時間多長?C AI1I2125,W1W265 BI1I265,W1W235 CI1I235,W1W265 DI1I235,W1W

5、2125 1動量守恒定律適用條件 (1)前提條件:存在相互作用的物體系 (2)理想條件:系統(tǒng)不受外力 (3)實際條件:系統(tǒng)所受合外力為0 (4)近似條件:系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力 (5)方向條件:系統(tǒng)在某一方向上滿足上面的條件,則此方向上動量守恒熱點二動量守恒定律的應(yīng)用 2動量守恒定律的表達(dá)式 (1)m1v1m2v2m1v1m2v2,相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng),作用前的動量和等于作用后的動量和 (2)p1p2,相互作用的兩個物體動量的增量等大反向 (3)p0,系統(tǒng)總動量的增量為零 3必須明確碰撞問題遵守的三條原則 (1)動量守恒:p1p2p1p2 (2)動能不增加:E

6、k1Ek2Ek1Ek2 (3)速度要符合實際情況典例典例2 彈性碰撞中的一動一靜模型 如圖所示,在光滑水平面上,質(zhì)量為m1的物體以速度v0與質(zhì)量為m2、靜止的物體發(fā)生彈性正碰,則有方法總結(jié)BC A在t1,t2時刻兩物塊達(dá)到共同速度2 m/s,且彈簧都處于伸長狀態(tài) B從t3到t4時刻間彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長 C兩物塊的質(zhì)量之比為m1 m22 1 D在t2時刻,A、B兩物塊的動能之比為Ek1 Ek24 1C 解析若pA3 kgm/s、pB4kgm/s,不遵守動量守恒定律,故A錯誤;若pA3 kgm/s、pB3 kgm/s,遵守動量守恒定律。碰撞后A、B的動量分別為:pApApA12315 kgm

7、/s,pBpBpB13310 kgm/s,可知碰后A的動量增加,B的動量減??;但由于碰撞過程中,A受到向左的沖力,B受到向右的沖力,所以A、B仍沿原方向運動時,A的動量應(yīng)減小,B的動量應(yīng)增加,因此這組數(shù)據(jù)是不可能的,故B錯誤;若pA2 kgm/s、pB2 kgm/s,遵守動量守恒定律。碰撞后A、B的動量分別為:pApApA12(2)10 kgm/s,pBpBpB13215 kgm/s,A的動量減小,B的動量增加,則碰后A的動能減小,B的動能增加,總動能可能不增加,所以是可能的,故C正確; 若pA24 kgm/s、pB24 kgm/s,遵守動量守恒定律。碰撞后A、B的動量分別為:pApApA12

8、(24)12 kgm/s,pBpBpB132437 kgm/s,可知碰后A的動能不變,B的動能增加,總動能增加,違反了能量守恒定律,所以是不可能的,故D錯誤,故選C。 動量守恒與其他知識綜合問題往往是多過程問題,解決這類問題要弄清物理過程,分清每一個物理過程,遵從什么樣的物理規(guī)律。一般來說,若研究過程中涉及到時間,用動量定理或運動學(xué)公式列方程;若研究過程中不涉及時間,對象為單個物體,用動能定理列方程;對象為系統(tǒng),用能量和動量守恒定律列方程。熱點三動量守恒定律的綜合應(yīng)用典例典例3 (1)求A與棋盤邊框碰撞后的速度; (2)若能到達(dá)棋洞上方且速率小于4 m/s的棋子均可進(jìn)洞,問B能否進(jìn)入棋洞? (1)彈簧的最大彈性勢能; (2)小車最后的速度v; (3)滑塊Q與車相對靜止時Q到桌邊的距離。

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