高考物理一輪基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)：動(dòng)量及動(dòng)量守恒定律

動(dòng)量及動(dòng)量守恒定律

[規(guī)律要點(diǎn)]1.兩概念、一定理高考物理一輪基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)2.動(dòng)量與動(dòng)能的區(qū)別3.動(dòng)量守恒定律的適用條件(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零——理想守恒。(2)系統(tǒng)所受外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，如碰撞、爆炸，外力可以忽略不計(jì)——近似守恒。(3)系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力的合力為零，或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，則該方向動(dòng)量守恒——分方向守恒。4.一動(dòng)碰一靜彈性碰撞物體碰后速度的規(guī)律如圖1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(1)當(dāng)m1＝m2時(shí)，v1＝0，v2＝v0(質(zhì)量相等，速度交換)。(2)當(dāng)m1>m2時(shí)，v1>0，v2>0，且v2>v1(大碰小，前后跑)。(3)當(dāng)m1<m2時(shí)，v1<0，v2>0(小碰大，要反彈)。(4)當(dāng)m1

m2時(shí)，v1＝v0，v2＝2v0(極大碰極小，大不變，小加倍)。(5)當(dāng)m1m2時(shí)，v1＝－v0，v2＝0(極小碰極大，小等速率反彈，大不變)。動(dòng)量、動(dòng)量定理

和動(dòng)量守恒定律-7-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升動(dòng)量、動(dòng)量定理1.沖量(1)定義:力和力的

的乘積。

(2)公式:I=

,適用于求恒力的沖量。

(3)方向:與

相同。

2.動(dòng)量(1)定義:物體的

與

的乘積。

(2)表達(dá)式:p=

。

(3)單位:千克·米/秒;符號(hào):kg·m/s。(4)特征:動(dòng)量是狀態(tài)量,是

,其方向和

方向相同。作用時(shí)間

Ft力的方向

質(zhì)量

速度

mv矢量

速度

-8-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升3.動(dòng)量定理(1)內(nèi)容:物體所受合力的沖量等于物體

。(2)表達(dá)式:F·t=Δp=p'-p;F既可以是恒力也可以是變力,沖量是動(dòng)量變化的原因。(3)矢量性:動(dòng)量變化量方向與

的方向相同,可以在力的方向上用動(dòng)量定理。

4.動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系:5.與牛頓第二定律的區(qū)別:牛頓第二定律所描述的是力的瞬時(shí)作用效果——產(chǎn)生加速度,而動(dòng)量定理則表示了合外力在一段時(shí)間(過程)內(nèi)的作用效果——改變了物體的動(dòng)量。動(dòng)量的變化量

合力

-9-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.(多選)恒力F作用在質(zhì)量為m的物體上,如圖所示,由于地面對物體的摩擦力較大,物體沒有被拉動(dòng),則經(jīng)時(shí)間t,下列說法正確的是(

)A.拉力F對物體的沖量大小為零B.拉力F對物體的沖量大小為FtC.拉力F對物體的沖量大小是Ftcos

θD.合力對物體的沖量大小為零BD解析:拉力F對物體的沖量大小為Ft,A、C錯(cuò)誤,B正確;合力對物體的沖量等于物體動(dòng)量的變化,即等于零,D正確。-10-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.質(zhì)量是60kg的建筑工人,不慎從高空跌下,由于彈性安全帶的保護(hù),他被懸掛起來。已知安全帶的緩沖時(shí)間是1.2s,安全帶長5m,g取10m/s2,則安全帶所受的平均沖力的大小為(

)A.500N

B.600NC.1100N

D.100NC-11-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.動(dòng)量定理(1)動(dòng)量定理表示了合外力的沖量與動(dòng)量變化間的因果關(guān)系;沖量是物體動(dòng)量變化的原因,動(dòng)量發(fā)生改變是物體合外力的沖量不為零的結(jié)果。(2)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式,應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)需要規(guī)定正方向。(3)動(dòng)量定理中的沖量是合外力的沖量,而不是某一個(gè)力的沖量。求合外力的沖量有兩種方法:一是先求所有外力的合力,再求合外力的沖量;二是先求每個(gè)力的沖量,再求所有外力沖量的矢量和。-12-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.動(dòng)量定理的應(yīng)用(1)應(yīng)用I=Δp求變力的沖量:若作用在物體上的作用力是變力,不能直接用I=Ft求變力的沖量,但可以求物體動(dòng)量的變化Δp,等效代換變力的沖量I。(2)應(yīng)用Δp=Ft求恒力作用下物體的動(dòng)量變化:若作用在物體上的作用力是恒力,可求該力的沖量Ft,等效代換動(dòng)量的變化。-13-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升動(dòng)量守恒定律1.守恒條件:系統(tǒng)

或所受合外力為

。

2.內(nèi)容、表達(dá)式(1)p=p',

的系統(tǒng)總動(dòng)量p等于

的系統(tǒng)總動(dòng)量p'。

(2)m1v1+m2v2=

,相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和。

(3)Δp1=-Δp2,相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的變化量

。(4)Δp=0,系統(tǒng)

為零。

不受外力

零

相互作用前

相互作用后

m1v1'+m2v2'

等大反向

總動(dòng)量的變化量

-14-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升3.動(dòng)量守恒定律的適用條件(1)前提條件:存在相互作用的物體系統(tǒng)。(2)理想條件:系統(tǒng)不受外力。(3)實(shí)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)所受外力。如:碰撞、爆炸問題等。-15-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.如圖所示,質(zhì)量為M的小車A停放在光滑的水平面上,小車上表面粗糙。質(zhì)量為m的滑塊B以初速度v0滑到小車A上,車足夠長,滑塊不會(huì)從車上滑落,則小車的最終速度大小為(

)C解析:B滑上A的過程中,A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv0=(M+m)v,解得

,故C正確。-16-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.(多選)如圖所示,放在光滑水平桌面上的兩個(gè)木塊A、B中間夾一被壓縮的彈簧,當(dāng)彈簧被放開時(shí),它們各自在桌面上滑行一段距離后飛離桌面落在地上。A的落地點(diǎn)與桌邊的水平距離為0.5m,B的落地點(diǎn)與桌邊的水平距離為1m,那么(

)

A.A、B離開彈簧時(shí)的速度之比為1∶2B.A、B質(zhì)量之比為2∶1C.未離開彈簧時(shí),A、B所受沖量之比為1∶2D.未離開彈簧時(shí),A、B加速度之比為1∶2ABD解析:A、B組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力,動(dòng)量守恒,A、B兩物體的落地點(diǎn)到桌邊的距離x=v0t,因?yàn)閮晌矬w的落地時(shí)間相等,所以v0與x成正比,故vA∶vB=1∶2,即A、B離開彈簧時(shí)的速度之比為1∶2。由0=mAvA-mBvB可知,mA∶mB=2∶1。未離開彈簧時(shí),A、B受到的彈力相同,作用時(shí)間相同,沖量I=Ft也相同。未離開彈簧時(shí),F相同,m不同,加速度

,與質(zhì)量成反比,故aA∶aB=1∶2。-17-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升1.動(dòng)量守恒定律的“五性”(1)矢量性:動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為矢量方程,解題時(shí)應(yīng)選取統(tǒng)一的正方向。(2)相對性:各物體的速度必須是相對同一參考系的速度(如沒有特殊說明,要選地球這個(gè)參考系)。當(dāng)題設(shè)條件中各物體的速度不是對同一參考系時(shí),必須換成相對同一參考系。(3)同時(shí)性:動(dòng)量是一個(gè)瞬時(shí)量,表達(dá)式中的p1、p2…必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用前同一時(shí)刻的動(dòng)量,p1'、p2'…必須是系統(tǒng)中各物體在相互作用后同一時(shí)刻的動(dòng)量,不同時(shí)刻的動(dòng)量不能相加。(4)系統(tǒng)性:研究的對象是相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng),而不是其中的一個(gè)物體,不能題中有幾個(gè)物體就選幾個(gè)物體。(5)普適性:動(dòng)量守恒定律不僅適用于低速宏觀物體組成的系統(tǒng),還適用于接近光速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子組成的系統(tǒng)。-18-基礎(chǔ)夯實(shí)精準(zhǔn)歸納題組突破強(qiáng)化提升核心剖析歸納提升2.動(dòng)量守恒定律的三種表達(dá)式及對應(yīng)意義(1)p=p',即系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p'。(2)Δp=p-p'=0,即系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為0。(3)Δp1=-Δp2,即兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)中,一個(gè)物體動(dòng)量的增量與另一個(gè)物體動(dòng)量的增量大小相等、方向相反。3.應(yīng)用動(dòng)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;(2)分析受力,確定動(dòng)量是否守恒;(3)規(guī)定正方向,確定初、末動(dòng)量;(4)根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程;(5)求出結(jié)果并討論說明。[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1.下列四幅圖所反映的物理過程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒的是(

)A.只有甲、乙

B.只有丙、丁C.只有甲、丙

D.只有乙、丁答案

C2.質(zhì)量為2kg的小車以2m/s的速度沿光滑的水平面向右運(yùn)動(dòng)，若將質(zhì)量為2kg的沙袋以3m/s的速度迎面扔上小車，則沙袋與小車一起運(yùn)動(dòng)的速度的大小和方向是(

)A.2.6m/s，向右

B.2.6m/s，向左C.0.5m/s，向左

D.0.8m/s，向右答案

C3.如圖2所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為m＝3kg的薄板和質(zhì)量為m′＝1kg的物塊，都以v＝4m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng)，它們之間有摩擦，薄板足夠長，當(dāng)薄板的速度為2.4m/s時(shí)，物塊的運(yùn)動(dòng)情況是(

)A.做加速運(yùn)動(dòng)

B.做減速運(yùn)動(dòng)C.做勻速運(yùn)動(dòng)

D.以上運(yùn)動(dòng)都可能答案

A4.如圖3所示，懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)速度的大小為v，方向向下。經(jīng)過時(shí)間t，小球的速度大小為v，方向變?yōu)橄蛏?。忽略空氣阻力，重力加速度為g，求該運(yùn)動(dòng)過程中，小球所受彈簧彈力沖量的大小。解析取向上為正方向，動(dòng)量定理mv－(－mv)＝I且I＝(F－mg)t解得IF＝Ft＝2mv＋mgt答案2mv＋mgt5.如圖4所示，設(shè)質(zhì)量為M的導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)到空中最高點(diǎn)時(shí)速度為v0，突然炸成兩塊，質(zhì)量為m的一塊以速度v沿v0的方向飛去，則另一塊的運(yùn)動(dòng)(

)A.一定沿v0的方向飛去B.一定沿v0的反方向飛去C.可能做自由落體運(yùn)動(dòng)D.以上說法都不對答案

C6.(多選)如圖5所示，人站在小車上不斷用鐵錘敲擊小車的一端。下列各種說法中正確的是(

)A.如果