第一章 动量守恒定律【复习课件】.pptx

,第一章 动量守恒定律2020-2021学年高二物理单元复习一遍过（新教材人教版必修第一册）,物理教师：金上,定义：运动物体的质量和速度的乘积叫动量。公式：pmv单位：kgm/s，千克米/秒矢量性：方向与速度的方向相同运算遵循平行四边形定则动量的变化量：pp2p1为矢量式，运算遵循平行四边形定则,动量与动能的区别与联系：(1)区别：动量是矢量，动能是标量(2)联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物理量，大小关系为 或,质量和速度大小相同的两个物体动能相同，它们的动量也一定相同吗？答案不一定动量是矢量，有方向性，而动能是标量，无方向,(多选)将物体水平抛出，在物体落地前(不计空气阻力)()A 动量的方向不变B 动量变化量的方向不变C 相等时间内动量的变化相同D 相等时间内动量的变化越来越大,BC,质量为0.2 kg的球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于球的动量变化量p和合外力对小球做的功W，下列说法正确的是()A p2 kgm/sW2 J B p2 kgm/sW2 JC p0.4 kgm/sW2 J D p0.4 kgm/sW2 J,A,冲量定义：力与力的作用时间的乘积公式：IFt单位：牛顿秒，符号：Ns矢量性：方向与力的方向相同,动量定理内容：物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量公式：mvmvF(tt)ppI应用：碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法减少冲击力的作用时间要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法延长其作用时间,冲量的理解(1)冲量是过程量，它描述的是力作用在物体上的时间累积效应，求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量(2)冲量是矢量，冲量的方向与力的方向相同,冲量的计算(1)求某个恒力的冲量：用该力和力的作用时间的乘积(2)求合冲量的两种方法：先求每一个力的冲量，再求各冲量的矢量和如果各个力的作用时间相同，也可以先求合力，再用公式I合F合t求解,(3)求变力的冲量：若力与时间成线性关系变化，则可用平均力求变力的冲量若给出了力随时间变化的图象如图所示，可用面积法求变力的冲量利用动量定理求解,动量定理的理解(1)动量定理的表达式mvmvFt是矢量式等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变力，则F应是合外力在作用时间内的平均值,动量定理的应用(1)定性分析有关现象：如果物体的动量变化量一定，力的作用时间越短，力就越大；力的作用时间越长，力就越小如果作用力一定时，力的作用时间越长，动量变化量越大；力的作用时间越短，动量变化量越小,(2)应用动量定理定量计算的一般步骤：选定研究对象，明确运动过程进行受力分析和运动的初、末状态分析选定正方向，列动量定理方程求解,(多选)物体在恒定合外力F的作用下运动，则以下说法正确的是()A 物体所受合外力冲量的大小与时间成正比B 物体动量的变化率不恒定C 物体动量的变化恒定D 物体动量的变化与时间成正比,AD,如图所示，一个物体在与水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则()A 拉力F对物体的冲量大小为Ftcos B 拉力对物体的冲量大小为Ftsin C 摩擦力对物体的冲量大小为Ftsin D 合外力对物体的冲量大小为零,D,高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为()A 10 NB 102 NC 103 ND 104 N,C,如图所示为作用在某物体上的合外力随时间变化的关系，若物体开始时是静止的，则前3 s内()A 物体的位移为0B 物体的动量改变量为40 kgm/sC 物体的动能变化量为0D 物体的机械能改变量为0,C,动量守恒定律：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变表达式：p1p2p1p2 m1v1m2v2m1v1m2v2成立条件：(1)系统不受外力作用(2)系统受外力作用，但合外力为零,动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体系统，其成立的条件可理解为：(1)理想条件：系统不受外力(2)实际条件：系统所受外力为零(3)近似条件：系统所受外力比相互作用的内力小得多，外力的作用可以被忽略(4)推广条件：系统所受外力之和虽不为零，但在某一方向，系统不受外力或所受的外力之和为零，则系统在这一方向上动量守恒,应用动量守恒定律的解题步骤(1)确定相互作用的系统为研究对象；(2)分析研究对象所受的外力；(3)判断系统是否符合动量守恒条件；(4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号；(5)根据动量守恒定律列式求解,(多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是()A 在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中B 剪断细线，弹簧恢复原长的过程中C 两球匀速下降，细线断裂后，它们在水中运动的过程中D 木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中,AC,(多选)如图所示，放在光滑水平面上的甲、乙两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，但不连接，用两手分别控制小车处于静止状态，下面说法中正确的是()A 两手同时放开后，两车的总动量为零B 先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右C 先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右D 两手同时放开，两车总动量守恒；两手放开有先后，两车总动量不守恒,ABD,两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止在小车A上，两车静止，如图所示当这个人从A车跳到B车上，接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止，则A车的速率()A 等于零B 小于B车的速率C 大于B车的速率D 等于B车的速率,B,如图所示，U型刚性容器质量M2 kg，静止在光滑水平地面上，将一质量m0.5 kg、初速度v05 m/s且方向水平向右的钢块(可视为质点)放在容器中间，让二者发生相对滑动已知钢块与容器底部接触面粗糙，动摩擦因数0.1，重力加速度g10 m/s2，容器内壁间距L1 m，钢块与容器壁多次弹性碰撞后恰好回到容器正中间，并与容器相对静止，求：(1)整个过程中系统损失的机械能；(2)整个过程中钢块与容器碰撞次数,5 J10,基本思路：追寻不变量在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1、v2，如果速度与我们规定的正方向一致，取正值，相反取负值，研究动量守恒定律是否成立：m1v1m2v2m1v1m2v2；,测量质量和速度1质量的测量：用天平测量2速度的测量：方案1：利用气垫导轨结合光电门方案2：单摆结合机械能守恒定律方案3：纸带结合打点计时器,利用气垫导轨结合光电门(1)速度的测量及计算：设滑块上挡光片的宽度为x，挡光片经过光电门的时间为t，则vx/t,(2)碰撞情景的实现 用细线将弹簧片压缩，放置于两个滑块之间，并使它们静止，然后烧断细线，弹簧片弹开，两个滑块随即向相反方向运动(图甲)在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(图乙)，可以得到能量损失很小的碰撞在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个滑块连成一体运动(图丙)，这样可以得到能量损失很大的碰撞,(3)器材：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个(带挡光片)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等,单摆结合机械能守恒定律(1)速度的测量及计算：可以测量小球被拉起的角度，根据机械能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度；测量碰撞后两小球分别摆起的对应角度，根据机械能守恒定律算出碰撞后对应的两小球的速度(2)碰撞情景的实现：用贴胶布的方法增大两小球碰撞时的能量损失(3)器材：带细线的小球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等,纸带结合打点计时器(1)速度的测量及计算：用刻度尺测出纸带上两计数点间的距离x，t为对应x所用的时间，求小车的速度v(2)碰撞情景的实现：两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥碰撞时，撞针插入橡皮泥中，两小车连在一起运动(3)器材：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥,注意事项1前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”2方案提醒：(1)若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平(2)若利用摆球进行实验，两小球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内(3)若利用长木板进行实验，可在长木板的一端下垫一小木片用以平衡摩擦力,弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒，动量守恒。非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒，机械能减少，损失的机械能转化为内能，动量守恒。完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失最大，动量守恒。,正碰：(对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线而运动,散射定义：微观粒子碰撞时，微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”而发生的碰撞散射方向：由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方,质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动，速度分别为50 cm/s和100 cm/s.(1)如果两物体碰撞并粘合在一起，求它们共同的速度大小；(2)求碰撞后损失的动能；(3)如果碰撞是弹性碰撞，求两物体碰撞后的速度大小,(1)0.1 m/s(2)0.135 J(3)0.7 m/s0.8 m/s,如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态可能是()A A和B都向左运动B A和B都向右运动C A静止，B向右运动D A向左运动，B向右运动,D,如图所示，一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰，碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1，与沙坑的距离为0.5 m，g取10 m/s2，物块可视为质点。则A碰撞前瞬间的速度为()A 0.5 m/sB 1.0 m/sC 1.5 m/sD 2.0 m/s,C,反冲运动反冲：根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动反冲现象的应用及防止(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转，可以自动改变喷水的方向(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响,火箭工作原理：火箭的工作原理是反冲运动，其反冲过程动量守恒它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度影响火箭获得速度大小的因素(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为20004000 m/s.(2)火箭的质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比，决定于火箭的结构和材料现代火箭的质量比一般小于10喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大,反冲运动的特点及遵循的规律(1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果(2)条件：系统不受外力或所受外力之和为零；内力远大于外力；系统在某一方向上不受外力或外力分力之和为零；(3)反冲运动遵循动量守恒定律,注意：(1)速度的反向性对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲与抛出部分必然相反(2)速度的相对性一般都指对地速度,火箭的原理1火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由喷气速度v和质量比M/m(火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定2火箭喷气属于反冲类问题，是动量守恒定律的重要应用在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题,人船模型定义：两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比(1)两物体满足动量守恒定律：m1v1m2v20.(2)运动特点：人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比.(3)v1、v2和x一般都是相对地面而言的,在生活中常见到这样的情形：吹足气的气球松手后喷出气体，同时向相反方向飞去；点燃“钻天猴”的药捻，“钻天猴”便会向后喷出亮丽的火焰，同时“嗖”的一声飞向天空；乌贼向后喷出水后，它的身体却能向前运动，结合这些事例，体会反冲运动的概念，并思考以下问题：(1)反冲运动的受力有什么特点？(2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？,(1)物体的不同部分受相反的作用力，在内力作用下向相反方向运动(2)反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以可以用动量守恒定律来处理；反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的机械能增加,如图所示，一辆小车静置于光滑水平面上，车的左端固定有一个水平弹簧枪，车的右端有一个网兜若从弹簧枪中发射出一粒弹丸，弹丸恰好能落入网兜中从弹簧枪发射弹丸以后，下列说法中正确的是()A 小车向左运动一段距离然后停下B 小车先向左运动又向右运动，最后回到原位置停下C 小车一直向左运动下去D 小车先向左运动，后向右运动，最后保持向右匀速运动,A,一同学在地面上立定跳远的最好成绩是x(m)，假设他站在车的A端，如图所示，想要跳上距离为l(m)远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则()A 只要lx，他一定能跳上站台 B 只要lx，他有可能跳上站台C 只要lx，他一定能跳上站台 D 只要lx，他有可能跳上站台,B,THANKS,谢谢聆听,