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1、授课教师：王小兰科目：高二物理一、知识讲解(一)动量守恒定律l、有关的几个概念系统：有相互作用的一组(两个或多个)物体称为系统.内力：系统内各物体之间的相互作用力叫做内力.外力：外部其他物体对系统的作用力叫做外力.2、动量守恒定律及其表达式(1)内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变.(2)表达式：p=p (作用前后系统的总动量相等)；若两个相互作用的物体组成的系统，动量守恒可以表达为m1v1m2v2= m1v1 m2v2或p1=p2(一个物体动量的增加量等于另一个物体动量的减少量).3、动量守恒定律成立的条件动量守恒定律在以下三种情况下是适用的： (1)系统不受
2、外力或者所受的外力之和为零；(2)系统所受外力的合力不为零，但合外力比系统内力小得多，系统的总动量近似守恒，如碰撞过程中物体受到的摩擦力，爆炸过程中物体受到的重力等，这些过程中的外力远远小于相互作用的内力，可以忽略不计；(3)系统所受外力的合力不为零，但在某个方向上的合外力为零(如Fx=0或Fy=0)，则系统在该方向上动量守恒.4、解题思路(1)确定研究对象，明确所研究的对象是由哪几个物体组成的系统；(2)进行受力分析和过程分析，判断系统动量在所研究的过程中是否守恒；(3)明确过程的初、末状态，选定正方向，并写出系统内各物体的初动量和末动量的量值或表达式；(4)根据动量守恒定律列方程求解.(二
3、)碰撞和爆炸1、过程特点碰撞和爆炸过程的共同特点是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒.2、过程模型由于碰撞、爆炸过程相互作用的时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，因此可以把作用过程看作一个理想化过程来处理，即作用后物体仍从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.3、能量转化碰撞和爆炸的区别主要表现在能量的转化上，在碰撞过程中，系统的总动能不会增加，即Ek前Ek后，若有动能损失，则损失的动能转化为内能；在爆炸过程中，有其他形式的能(如化学能)转化为动能，系统的动能爆炸后会增加
4、.(三)反冲运动相互作用的系统，当其中一部分运动时，别一部分向相反方向的运动叫做反冲运动，如原来静止的大炮，向前发射炮弹后，炮身就要后退；发射火箭时，火箭向下高速喷射气体，使火箭获得向上的速度.2、反冲运动遵循的物理规律反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的.归纳：动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，不仅适用于宏观、低速情况，而且适用于微观、高速情况，应用动量守恒定律解决问题时，只需考虑过程的初末状态，不需要考虑过程的细节，比应用牛顿运动定律解题更优越.这部分高考考查方式是:碰撞、爆炸、反冲等过程中动量守恒，侧
5、重考查动量守恒定律在多过程问题和临界问题中的应用，突出动量和能量的综合。这就要求弄清物理情景、物理过程和物理状态，并综合应用动量守恒定律、能量守恒定律解决实际问题.二、典型分析例1、下面一个物理演示实验，它显示：图中自由下落的物体A和B经反弹后，B能上升到比初始位置高得多的地方.A是某种材料做成的实心球，质量m1=0.28kg，在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10kg的木棍B.B只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙.将此装置从A下端离地板的高度H=1.25 m处由静止释放.实验中，A触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B脱离球A开始上升,而球A恰好停留在地板上.求木棍
6、B上升的高度.(重力加速度g=10m/s2)(河南高考题) 例2、一块足够长的木板质量为3m，放在光滑的水平面上，如图所示.在木板上自左向右放有序号为1、2、3的三块木块，三木块的质量为m，与木板间的动摩擦因数为，开始时木板静止不动，第1、2、3号的木块的初速度分别为v0、2v0、3v0方向向右.最终三木块与木块以共同的速度运动，试求第2号木块在整个运动过程中的最小速度.例3、(2004年全国理综二 25)柴油打桩机的重锤由气缸、活塞 等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物.在重锺与 桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体,从 而使桩向下运动,锤向上运动.现把柴油打桩
7、机和打桩过程简化如下 ：柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处(如图甲)从静止 开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M(包括桩帽)的钢筋混凝土桩子 上.同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锺和桩分离，这一过程的时间极短 .随后，桩在泥土中向下移动一距离l.已知锺反跳后到达最高点时,锤与已 停人的桩帽之间的距离也为h(如图乙)已知m=1.0103kg,M=2.0103kg, h=2.0m，l=0.20m，重力加速度g=10m/s2，混合物的质量不计.设 桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小.图甲图乙授课教师：王小兰科目：高二物理例4、一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气
8、体,气体离开发动机喷出时的速度v=1000m/s，设火箭总质量M=300kg，发动机每秒喷气20次.(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？(2)运动第1秒末，火箭的速度多大？例5、如图所示，水平面放一质量为0.5 kg的长条形金属盒， 盒宽l=1m，它与水平面间的动摩擦因数是0.25.在盒的A端有一个与盒质量相等的小球，球与盒无摩擦.现在盒的A端迅速打击一下 金属盒，给盒以1 Ns的向右的冲量.设球与盒间的碰撞没有能量损失，且碰撞时间极短，求球与盒组成的系统从开始运动到完全停 止所用时间.(g=10m/s2)6、在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运 动(速率约几百米每秒)的
9、原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域 内停留一段时间，为此已发明了“激光制冷”的技术.若把原子和入射 光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光制冷”与下述的力学 模型很类似.一辆质量为m的小车(一侧固定一轻弹簧)，如图所示，以速度v0 水平向右运动.一个动量大小为p、质量可以忽略的小球水平向左射入 小车并压缩弹簧至最短，接着被锁定一段时间T，再解除锁定使小 球以大小相同的动量p水平向右弹出，紧接着不断重复上述过程，最 终小车将停下来.设地面和车厢均为光滑，除锁定时间T外,不计小 球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间.求：(1)小球第一次入射后再弹出时，小车的速度的大小和这一过程 中小车动能
10、的减少量.(2)从小球第一次入射开始到小车停止运动所经历的时间.(福建省 试题)三、演练与检测1、半径相等的两个小球甲和乙，在光滑水平面上沿同一直线相向运动.若甲球的质量大于乙球的质量，碰撞前两球的动能相等,则碰撞后两 球的运动状态可能是( )A甲球的速度为零而乙球的速度不为零B乙球的速度为零而甲球的速度不为零C两球的速度均不为零D两球的速度方向均与原方向相反，两球的动能仍相等(全国高考题)AC2、甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p甲=5 kgm/s，p乙=7 kgm/s.甲追乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为p乙=10 kgm/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是( )
11、Am甲=m乙B m乙=2m甲Cm乙=4m甲 Dm乙=6m甲C3、如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为V，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿V的方向飞去，则另一块的运动( )A一定沿V的方向飞去B一定沿V的反方向飞去C不可能做自由落体运动D以上说法都不对D4、在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3000kg向北行驶的卡 车，碰后两辆车接在一起，并向南滑行了一小段距离停止.根 据测速仪的测定，长途客车碰前以20m/s的速度行驶，由此可 判断卡车碰前的行驶速率( )A小于10m/sB大于10m/s小于20m/sC大于20m/s小
12、于30m/sD大于30m/s小于40m/sA5、如图所示，光滑水平面上有一辆质量为m的小车，车上左右两端分别站着甲、乙两人，他们的质量都是m.开始两个人和车一起以速度v0向右匀速运动.某一时刻，站在车右端的乙先以相对于地面水平向右的速度u跳离小车，然后站在车左端的甲以相对于地面水平向左的速度u跳离小车.两人都离开小车后，小车的速度将是( )Av0 B2v0C大于v0小于2v0D大于2v0D6、质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同的步枪和子弹的射击手.首先左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d2，如图所示.设子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小相同.当两颗子弹均相对于木块静止时，下列判断正确的是( )A木块静止，d1= d2B木块向右运动，d1d2C木块静止，d1d2D木块向左运动，d1= d2C
