《高三物理高考总复习课件：专题6 第1讲动量、动量守恒定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理高考总复习课件：专题6 第1讲动量、动量守恒定律（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲动量 动量守恒定律 考纲解读 1 理解动量与冲量的概念 定义 方向和表示方法 2 理解动量定理并能熟练运用 3 理解动量守恒定律并能熟练掌握它的应用 一 冲量 动量和动量定理1 冲量 1 定义 力和力的 的乘积 2 公式 I 适用于求恒力的冲量 3 方向 与 相同 2 动量 1 定义 物体的 与 的乘积 考点O讲堂梳理自查 作用时间 Ft 力的方向 质量 速度 2 表达式 p 3 单位 千克 米 秒 符号 kg m s 4 特征 动量是状态量 是 其方向和 方向相同 3 动量定理 1 内容 物体所受合力的冲量等于物体 2 表达式 F合 t p p p 3 矢量性 动量变化量方向与 的方向
2、相同 可以在力的方向上用动量定理 4 动能和动量的关系 Ek mv 矢量 速度 动量的变化量 合力 二 动量守恒定律1 动量守恒定律的内容如果一个系统 或者 这个系统的总动量保持不变 2 常用的四种表达式 1 p 系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p 2 m1v1 m2v2 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 3 p1 相互作用的两个物体动量的变化量等大反向 4 p 系统总动量的增量为零 不受外力 所受外力的矢量和为零 p m1v1 m2v2 p2 0 3 动量守恒定律的适用条件 1 理想守恒 不受外力或所受外力的合力为 2 近似守恒 系统内各物体间相互作
3、用的内力 它所受到的外力 3 某一方向守恒 如果系统在某一方向上所受外力的合力为零 则系统 动量守恒 零 远大于 在这一方向上 1 对冲量的考查 如图所示 质量为m的物体放在水平地面上 在与水平方向成 角的拉力F作用下 由静止开始运动 经过时间t 速度达到v 在这段时间内 拉力和重力的冲量大小分别为 A Ft mgtB Ftcos 0C mv 0D Ft 0 答案 A 解析 力的冲量等于力和力的作用时间的乘积 2 对动量与动能区别的考查 多选 两个质量不同的物体 如果它们的 A 动能相等 则质量大的动量大B 动能相等 则动量大小也相等C 动量大小相等 则质量大的动能小D 动量变化量相等 则受到
4、合力的冲量大小也相等 答案 ACD 3 对动量定理的考查 质量为4kg的物体以2m s的初速度做匀变速直线运动 经过2s 动量大小变为14kg m s 该物体 A 所受合外力的大小可能大于11NB 所受合外力的大小可能小于3NC 所受的冲量可能小于6N sD 所受的冲量可能大于18N s 答案 D 解析 若设物体初速度方向为正方向 则初动量p1 mv1 8kg m s 末动量只告诉了大小 则有两种可能 1 p2 14kg m s 则Ft p2 p1 6kg m s F 3N 2 p2 14kg m s 则Ft p2 p1 22kg m s F 11N 负号表示方向 所以选项D项正确 答案 C
5、1 动量 动能 动量变化量的比较 考点1动量 冲量和动量定理 2 动量定理的综合应用 1 求解恒力作用下的曲线运动问题 曲线运动中 不论力是否恒定 运动轨迹是直线还是曲线 I合 p始终成立 因此可由 p p p求动量的变化 由于涉及的是矢量运算 需要先选定一个正方向 一般选初速度方向为正方向 应用矢量运算的平行四边形定则 或三角形法则 进行运算 2 求解流体问题处理有关流体 如水 空气 高压燃气等 冲击物体表面产生的冲力 或压强 问题时候 可选在短时间 t 内射到物体表面上的流体为研究对象 构建柱体微元模型应用动量定理分析求解 要特别注意根据题意正确地表示出该研究对象的质量和动量的变化 例1篮
6、球运动是一项同学们喜欢的体育运动 为了检测篮球的性能 某同学多次让一篮球从h1 1 8m处自由下落 测出篮球从开始下落至第一次反弹到最高点所用时间为t 1 3s 该篮球第一次反弹从离开地面至最高点所用时间为0 5s 篮球的质量为m 0 6kg g取10m s2 求篮球对地面的平均作用力 不计空气阻力 思路剖析 1 如何求出篮球从h1处下落的时间和速度 2 如何求出球弹起的速度大小 3 篮球对地面接触时受几个力的作用 练1 蹦床 已成为奥运会正式比赛项目 也是我国运动员待开发的运动项目之一 在第29届奥林匹克运动会上我国小将陆春龙一举夺冠 比赛中当他从离水平网面3 2m高处自由落下 着网后沿竖直
7、方向蹦回到离水平网面1 8m高处 已知他的质量为60kg 与网接触的时间为1 4s 试求网对陆春龙的平均冲击力 取g 10m s2 答案 1 2 103N 应用动量定理解题的步骤1 确定研究对象 可以是单个物体 也可以是几个物体组成的系统 2 进行受力分析 分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力 3 分析运动过程 选取正方向 确定初 末状态的动量以及整个过程合力的冲量 4 列方程 根据动量定理列方程求解 1 动量守恒定律的 五性 1 矢量性 动量守恒定律的表达式为矢量方程 解题应选取统一的正方向 2 相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度 一般是相对于地面 3 同时性 动量是一个瞬时
8、量 表达式中的p1 p2 必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量 p1 p2 必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量 考点2动量守恒定律理解及其应用 4 系统性 研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统 5 普适性 动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统 还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统 2 动量守恒定律的三种表达式及对应意义 1 p p 即系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p 2 p p p 0 即系统总动量的增量为0 3 p1 p2 即两个物体组成的系统中 一部分动量的增量与另一部分动量的增量大小相等 方向相反 例2两块厚度相同的木块A和B 紧靠
9、着放在光滑的水平面上 其质量分别为mA 2 0kg mB 0 90kg 它们的下底面光滑 上表面粗糙 另有一质量mC 0 10kg的滑块C 以vC 10m s的速度恰好水平地滑到A的上表面 如图所示 由于摩擦 滑块最后停在木块B上 B和C的共同速度为0 50m s 求 1 木块A的最终速度vA 2 滑块C离开A时的速度vC 思路剖析 1 C从开始滑上A到恰好滑上A的右端过程中 A B C组成系统动量守恒吗 2 C从滑上B后 B C组成系统动量守恒吗 3 C停在木块B上说明两者的速度有什么关系 答案 1 0 25m s 2 2 75m s 解析 C从开始滑上A到恰好滑上A的右端过程中 A B C
10、组成系统动量守恒mCvC mB mA vA mCvC C刚滑上B到两者相对静止 对B C组成的系统动量守恒mBvA mCvC mB mC v解得vA 0 25m svC 2 75m s 答案 A 应用动量守恒定律的解题步骤1 明确研究对象 确定系统的组成 系统包括哪几个物体及研究的过程 2 进行受力分析 判断系统动量是否守恒 或某一方向上是否守恒 3 规定正方向 确定初末状态动量 4 由动量守恒定律列出方程 5 代入数据 求出结果 必要时讨论说明 在运用动量定理解题时 常遇到研究对象是固体 液体 气体等流动的微小粒子 我们统称为流体 由于流体具有流动性 连续性 没有固定的形状等特点 所以许多学
11、生在求解时知道运用物理规律 但不知如何构建物理模型 只得望题兴叹 实际上 求解这类问题 只要抓住流体的特点 建立柱体模型 化无形为有形 则往往可以使问题简单化 甚至格式化 一劳永逸 微课堂 流体动量问题与微元法 例32016里约奥运会帆船帆板比赛18日下午在格洛丽亚码头结束 中国选手陈佩娜在女子RS X级帆板项目上收获一枚银牌 中国队也因此再次跻身帆船帆板比赛奖牌榜的行列 假设一艘帆船在静水中由于风力的推动而做匀速直线运动 帆面的面积为S 风速为v1 船速为v2 v2 v1 空气密度为 帆船在匀速前进的过程中帆面所受到的平均风力大小为多少 答案 S v1 v2 2 解析 依题意画出示意图如图所
12、示 以帆船为参考系 从帆面开始逆着风的方向取长度为 v1 v2 t的一段空气柱为研究对象 这部分空气的质量为m S v1 v2 t这部分空气经过时间 t后 相对于帆面速度都变为0 设帆船前进的方向为正方向 对这部分空气柱由动量定理得 F t 0 m v1 v2 练3高压采煤水枪出水口的截面积为S 水的射速为v 射到煤层上后 水速度为零 若水的密度为 求水对煤层的冲力 答案 N Sv2 解析 取一小段时间的水进行研究 射到煤层上的水 在较短时间内速度变为零 煤一定对水产生力的作用 因此 可以由动量定理来求煤对水的平均作用力 再由牛顿第三定律就知道水对煤的作用力 设在 t时间内射出的水的质量为 m 则 m Sv t 以 m为研究对象 它在 t时间内动量变化为 p 0 mv Sv2 t设N为水对煤层的冲力 N 为煤层对水的反冲力 以N 的方向为正方向 根据动量定理有N t Sv2 t解得N Sv2根据牛顿第三定律N N Sv2 对于像气体 液体这种没有形状和大小的流体而言 解决的方法就是根据题意取出与一段时间相对应的一定长度的这种物体 即想办法 找出 形状和大小 求出其质量 然后根据其动量变化 利用动量定理列出方程进行求解 模拟精选 组合专练 答案 B
