物 理人人 教教 版版第十一章動量守恒定律第十一章動量守恒定律選 修 3-5第第2講動量守恒定律及應用講動量守恒定律及應用1 1知識梳理自知識梳理自測測2 2核心考點突核心考點突破破3 3階段培優(yōu)微階段培優(yōu)微專題專題4 42 2 年 高 考 模年 高 考 模擬擬5 5課后限時訓課后限時訓練練知識梳理自測知識梳理自測 1內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)_，或者所受_為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。 2表達式：m1v1m2v2_或pp。 3適用條件： (1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受_為零，則系統(tǒng)動量守恒。 (2)近似守恒：系統(tǒng)受到的合力不為零，但當內(nèi)力遠_外力時，系統(tǒng)的動量可近似看成守恒。 (3)分方向守恒：系統(tǒng)在某個方向上所受合力為零時，系統(tǒng)在該方向上動量守恒。動量守恒定律不受外力不受外力 外力的矢量和外力的矢量和 m1v1m2v2 外力的合力外力的合力 大于大于 1碰撞：物體間的相互作用持續(xù)時間_，而物體間相互作用力_的現(xiàn)象。 2特點：在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內(nèi)力_外力，可認為相互碰撞的系統(tǒng)動量守恒。碰撞、反沖、爆炸 很短很短 很大很大 遠大于遠大于 3分類：守恒守恒 最大最大 4.反沖運動： 觀察下列兩幅圖，思考圖甲中噴灌工作原理以及圖乙中運載火箭升空原理，填充以下內(nèi)容： (1)在某些情況下，原來系統(tǒng)內(nèi)物體具有相同的速度，發(fā)生相互作用后各部分的末速度不再相同而分開。這類問題相互作用的過程中系統(tǒng)的動能_，且常伴有其他形式能向動能的轉(zhuǎn)化。 (2)反沖運動的過程中，如果合外力為零或外力的作用_物體間的相互作用力，可利用動量守恒定律來處理。 5爆炸問題：爆炸與碰撞類似，物體間的相互作用力很大，且_系統(tǒng)所受的外力，所以系統(tǒng)動量_，爆炸過程中位移很小，可忽略不計，作用后從相互作用前的位置以新的動量開始運動。增大增大 遠小于遠小于 遠大于遠大于 守恒守恒 思維辨析： (1)一個系統(tǒng)初、末狀態(tài)動量大小相等，即動量守恒。() (2)兩個做勻速直線運動的物體發(fā)生碰撞，兩個物體組成的系統(tǒng)動量守恒。() (3)系統(tǒng)動量守恒也就是系統(tǒng)的動量變化量為零。() (4)發(fā)生碰撞的兩個物體，機械能是守恒的。() (5)碰撞后，兩個物體粘在一起，動量是守恒的，但機械能損失是最大的。() (6)火箭點火后離開地面加速向上運動，是地面對火箭的反作用力作用的結(jié)果。() (7)在沒有空氣的宇宙空間，火箭仍可加速前行。() 答案：(1)動量守恒是指任一時刻的動量都相等。(2)(3)(4)發(fā)生碰撞的兩個物體，動量守恒，機械能不一定守恒。(5)(6)火箭點火后離開地面加速向上運動過程，地面對火箭無反作用力，靠的是噴出氣體的反作用力。(7)AC 解析動量守恒的條件是相互作用的物體系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，而相互作用過程中內(nèi)力遠大于外力時也可認為動量守恒。圖A中，滑輪男孩推滑輪女孩的過程中，內(nèi)力遠大于外力，因此系統(tǒng)的動量可認為守恒；圖B和圖D中，在兩物體相互作用的過程中，沒有滿足內(nèi)力遠大于外力的條件，系統(tǒng)的動量不守恒；圖C中，太空中無空氣阻力作用，太空人和子彈在相互作用過程中動量守恒。 解析反沖運動中，系統(tǒng)的兩部分運動方向相反，要使小車向前運動，水應向后噴出，故B正確。B BCD 解析AB車和物體組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力，動量守恒；由于最后彈簧的彈性勢能釋放出來，整個過程的機械能不守恒，選項B、C、D均正確。D 核心考點突破核心考點突破 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。動量守恒定律的理解 2動量守恒定律的表達式 (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。 解題探究：(1)時間極短說明了什么？ (2)物體相對木板滑行的位移是物塊的位移嗎？ 答案：(1)子彈與m作用時，m的位置沒有發(fā)生變化；子彈與m作用結(jié)束后，m與M才相互作用。 (2)不是。 解析(1)子彈打入木塊過程，由動量守恒定律得 m0v0(m0m)v1 木塊在木板上滑動過程，由動量守恒定律得 (m0m)v1(m0mM)v2 名師歸納： 應用動量守恒定律的解題步驟 (1)明確研究對象，確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個物體及研究的過程)。 (2)進行受力分析，判斷系統(tǒng)動量是否守恒(或某一方向上動量是否守恒)。 (3)規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動量。 (4)由動量守恒定律列出方程。 (5)代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果，必要時討論說明。類題演練類題演練 1 (1)若已知A和B的初速度大小為v0，求它們末速度的大小和方向。 (2)若初速度的大小未知，求小木塊A向左運動到達的最遠處(從地面上看)離出發(fā)點的距離。 解析滑塊與木板組成的系統(tǒng)總動量守恒，且其總動量為(Mv0mv0)，方向向右。 (1)滑塊A剛好沒離開木板B，表明當滑塊剛好滑到B板的最左端時A、B具有相同的速度v，由動量守恒定律得碰撞問題 解題探究：(1)B球下落過程做什么運動？ (2)A、B兩球碰撞過程滿足的規(guī)律是什么？ 答案：(1)B球下落過程做自由落體運動。 (2)碰撞過程同時滿足動量守恒和機械能守恒。類題演練類題演練 2 A 1爆炸的特點 (1)動量守恒：由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的，發(fā)生爆炸時物體間的相互作用力遠遠大于受到的外力，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的總動量守恒。 (2)動能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學能)轉(zhuǎn)化為動能，所以爆炸前后系統(tǒng)的總動能增加。 (3)位置不變：爆炸的時間極短，因而在作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計，可以認為爆炸后仍然從爆炸前的位置以新的動量開始運動。爆炸和反沖人船模型 2反沖 (1)現(xiàn)象：物體的不同部分在內(nèi)力的作用下向相反方向運動的現(xiàn)象。 (2)特點：一般情況下，物體間的相互作用力(內(nèi)力)較大，因此系統(tǒng)動量往往有以下幾種情況：動量守恒；動量近似守恒；某一方向上動量守恒。反沖運動中機械能往往不守恒。 (3)實例：噴氣式飛機、火箭等都是利用反沖運動的實例。 3“人船模型” 若系統(tǒng)在全過程中動量守恒，則這一系統(tǒng)在全過程中平均動量也守恒。如果系統(tǒng)由兩個物體組成，且相互作用前均靜止，相互作用中均發(fā)生運動，則由m1m20，得m1x1m2x2。 解題探究：(1)物體速度與位移有聯(lián)系嗎？ (2)船和人對地面的位移與船長有什么關(guān)系？ 答案：(1)有。 (2)船和人對地面的位移之和等于船長。 解析取水平向東為正方向，爆炸過程系統(tǒng)動量守恒，3mv02mvmvx，可得vx3v02v，C正確。類題演練類題演練 3 C 階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題 子彈打木塊問題 子彈射擊木塊的兩種典型情況 1.木塊放置在光滑的水平面上 運動性質(zhì)：子彈對地在滑動摩擦力作用下做勻減速直線運動；木塊在滑動摩擦力作用下做勻加速運動。 處理方法：把子彈和木塊看成一個系統(tǒng)，利用系統(tǒng)水平方向動量守恒；系統(tǒng)的機械能不守恒；對木塊和子彈分別利用動能定理。 2.木塊固定在水平面上 運動性質(zhì)：子彈對地在滑動摩擦力作用下做勻減速直線運動；木塊靜止不動。 處理方法：對子彈利用動能定理或牛頓第二定律。 兩種類型的共同點： (1)系統(tǒng)內(nèi)相互作用的兩物體間的一對滑動摩擦力做功的總和恒為負值(因為有一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)； (2)摩擦生熱的條件：必須存在滑動摩擦力和相對滑行的路程，大小為Qfs，其中f是滑動摩擦力的大小，s是兩個物體的相對路程(在一段時間內(nèi)“子彈”射入“木塊”的深度，就是這段時間內(nèi)兩者的相對路程，所以說是一個相對運動問題)。 解題探究：(1)最后物體A靜止在車上，是物體A最終的速度為零嗎？這句話的含義是什么？ (2)全過程損失的機械能等于什么？ 答案：(1)最終的速度不是零。這句話的含義是物體A與小平板車相對靜止，二者有共同的速度和共同的加速度。 (2)總機械能的損失等于系統(tǒng)動能的減少量。類題演練類題演練 4 答案(1)148N(2)0.64m2年高考模擬年高考模擬課后限時訓練課后限時訓練