《师说2015高三物理一轮课件x3-5.1动量守恒定律及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《师说2015高三物理一轮课件x3-5.1动量守恒定律及其应用（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、动量守恒定律及其应用 (实验：验证动量守恒定律 ) 基础梳理 一、动量 1 定义：物理学中把物体的 质量 m 与其 速度 v 的乘积叫做物体的动量，用字母 p 表示 2 表达式： p m v . 3 单位：国际单位制中，动量的单位是 千克 米 / 秒 ，符号是 k g m/s. 4 动量的 “ 三性 ” ( 1 ) 矢 量性：方向与速度方向相同，运算遵循平行四边形定则和三角形定则 ( 2 ) 瞬时性：动量是描述物体运动状态的量，是针对某一时刻而言的 ( 3 ) 相对性：物体的动量与参照物的选取有关，通常情况下，指相对地面的动量 5 动量的变化 物体末动量与初动量的差叫动量的变化，公式 p p
2、p ，动量是矢量，因此动量的变化量也是矢量，其方向与速度的改变量 v 的方向相同 二、动量守恒定律 1 内容：如果一个系统 不受外力 ，或者所受外力的 矢量和 为 0 ，这个系统的总动量保持不变 2 一般表达式： . 3 适用范围：不但适用于低速运动的 宏观 物体，而且还适用于 高速 运动的微观粒子 4 适用条件 ( 1 ) 系统不受外力或所受外力的合力为零 理想守恒 ( 2 ) 系统所受外力远小于内力，如碰撞、爆炸，外力可以忽略不计 近似守恒 ( 3 ) 系统某一方向不受外力或所受外力的合力为零，或外力远小于内力，则该方向动量守恒 分方向动量守恒 5 几种常见的表述及表达式 ( 1 ) p
3、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 ) 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 三、碰撞、爆炸和反冲 1 碰撞问题 碰撞的种类及特点 2. 爆 炸问题 ( 1 ) 特点：物体间的 相互作用力 远大于系统所受的 外力 ，即内力 外 力 ( 2 ) 遵循的规律：系统的动量守恒， 机械能 不守恒 3 反冲 ( 1 ) 定义：系统内的不同部分在强大内力作用下向 相反 方向运动的现象叫做反冲 ( 2 ) 遵循的规律：反冲过程中 动量 守恒， 机械能 不守恒 四、实验：
4、验证动量守恒定律 实验目的 验证 动量 守恒定律 实验原理 质量为 碰前 据动量守恒定律应有： . 因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平速度若用飞行的时间作单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离，所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离， 代入公式，即 若在实验误差允许范围内成立，就验证了两个小球组成的系统碰撞前后总动量守恒，式中 意义如图所示 实验步骤 1 用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为碰撞球 2 按照如图所示安装实验装置调整固定斜槽，调整时应使斜槽底端水平 3 白纸在下，复写纸在上且在适当
5、位置铺放好记下重垂线所指的位置 O . 4 不放被碰小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复 10 次用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心 P 就是小球落点的平均位置 5 把被碰小球放在槽口上，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验 10 次， 用步骤 ( 4 ) 的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置 M 和被碰小球落点的平均位置 N ，如图所示 6 连结 测量线段 长度，将测量数据填入表中，最后代入 看在误差允许的范围内是否成立 误差分析 1 应多次进行碰撞，两球的落地点均要通过取平均位置来确定，以减小偶然误差 2 在实验过程中，使斜槽末端切线水平
6、和两球发生正碰，否则两小球在碰后 难以做平抛运动 3 适当选择挡球板的位置，使入射小球的释放点稍高，以获得较大的入射速度 4 实验过程中白纸位置发生移动，导致在白纸上的落点位置发生较大变化，也会给测量带来误差 注意事项 1 要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，使碰撞后的速度方向在水平方向上 2 应使入射小球的质量大于被碰小球的质量 3 每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下可在斜槽上适当高处固定一挡板，使小球靠着挡板，多次用手释放小球 4 白纸铺好后不能移动 知识整合 考点一 对动量守恒定律的理解 1. 动量守恒定律的六性 六性名称 具体内容 系统性 研究对象是相互作用的两个或
7、多个物体组成的系统 条件性 应用时一定要先判断系统是否满足动量守恒的条件 相对性 应用时，系统中各物体在相互作用前后的动量必须是相对于同一惯性系的，通常均为相对地的速度 同时性 公式中， 必须是系统中各物 体在相互作用前同一时刻的动量， p 1、 p 2 必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量，不同时刻的动量不能增加 矢量性 对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应先选取正方向，凡是与选取的正方向一致的动量为正值，相反的为负值 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，而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统 2. 应用动量守恒定律解题的步骤 ( 1 ) 分析题意
8、，明确研究对象，在分析相互作用的物体动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统要明确所研究的系统由几个物体组成 ( 2) 对系统内物体进行受力分析，弄清楚哪些是系统内部物体之间的相互作用力，即内力；哪些是系统外的物体对系统或系统内的物体的作用力，即外力在受力分析的基础上，根据动量守恒的条件，判断能否用动量守恒定律 ( 3 ) 明确研究的相互作用过程，确定过程的始末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式 ( 4 ) 建立动量守恒方程，代入已知量，解出待求量计算结果如果是正的，说明该量的方向和选定的正方向相同；如果是负的，则和选定的正方向相反 特别提醒 对于两个以上的物体组成的系
9、统，由于物体较多，作用过程较为复杂，这 时往往要根据作用过程中的不同阶段，建立多个动量守恒方程，或将系统内的物体按相互作用的关系分成几个小系统，分别建立动量守恒方程 例 1. 2 0 1 3 广东卷 如图所示，两块相同平板 量均为 m . 端A 与弹簧的自由端 B 相距 L . 物体 P 置于 量为2 m 且可看作质点 以共同速度 静止的撞时间极短，碰撞后 2粘连 在一起 点 ( 弹簧始终在弹性限度内 ) P 与 ( 1 ) 的最终速度 ( 2 ) 此过程中弹簧的最大压缩量 x 和相应的弹性势能 解析 ( 1 ) 2构成的系统碰撞前后动量守恒 m 2 m 在 A 点后，它们的共同速度为 由动量
10、守恒： 3 m 4 m 4 ( 2 ) 由功能关系： 2 m g 2( L x ) 12(2 m 2 m ) 12 2 m 2 2 m L 弹簧压缩最大时， P 、 2共同速度为 3 m 4 m 4统的动能与 P 最后停在 由动能关系： 2 m g ( L x ) 16m ( 1 )2 )g L 116m 身 手 1 2 0 1 3 海南卷 如图，光滑水平 地面上有三个物块 A 、 B 和 C ，它们具有相同的质量，且位于同一直线上开始时，三个物块均静止先让 A 以一定速度与 B 碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与 C 碰撞并粘在一起求前后两次碰撞中损失的动能之比 解析 设三个物块 A 、
11、B 和 C 的质量均为 m ； A 与 B 碰撞前 A 的速度为 v ，碰撞后的共同速度为 A 、 B 与 C 碰撞后的共同速度为 m v ( m m ) m v ( m m m ) 设第一次碰撞中动能的损失为 二次碰撞中动能的损失为 能量守恒定律得 12m 2( m m ) 12( m m ) 2( m m m ) 联立 式，解得 3. 答案 3 考点二 弹性碰撞的规律 质量为 速度 如图所示，设碰撞后它们的速度分别为和 . 根据动量守恒定律得 根据机械能守恒定律得122211222碰撞结束时，由以上两式解得 v 1 v 22 讨论 ： ( 1 ) 当 两物体的质量相等时，由 两式得v 1
12、0 ， v 2 两者的速度互换 ( 2 ) 当 第一个物体的质量比第二个物体的质量大得多时， 两式得 v 1 v 2 2 ( 3 ) 当 第一个物体的质量比第二个物体的质量小得多时， 0 ，由 两式得 v 1 v 2 0. 例 2. 2 0 1 3 新课标全国卷 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B ，两者相距为 d 一初速度，使 A 与 撞时间极短当两木块都停止运动后，相距仍然为 d ， B 的质量为 A 的 2 倍，重力加速度大小为 g . 求 A 的初速度的大小 解析 设在发生碰撞前的瞬间，木块 A 的速度大小为 v ；在撞后的瞬间， A 和 B 的速度分别为 能量和动量守恒定律，得 12m 2m 2(2 m ) m v m (2 m ) 式中，以碰撞前木块 A 的速度方向为正由 式得 设碰撞后木块 A 和木块
