2016屆高考物理一輪第十四章動量守恒定律及其應(yīng)用

1、動量守恒定律及其應(yīng)用動量守恒定律及其應(yīng)用第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究基礎(chǔ)梳理基礎(chǔ)梳理 自學(xué)導(dǎo)引自學(xué)導(dǎo)引一、動量一、動量1.定義：定義：物體的物體的_與與_的乘積的乘積.2.表達式：表達式：p_,單位：單位：_.3.動量的三性動量的三性(1)矢量性：方向與矢量性：方向與_方向相同方向相同.質(zhì)量質(zhì)量速度速度mvkgm/s速度速度欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究(2)瞬時性：動量是描述物體運動狀態(tài)瞬時性：動量是描述物體運動狀態(tài)的量的量,是針對某一是針對某一_而言的而言的.(3)相對性：大小與參考系的選取有關(guān)相

2、對性：大小與參考系的選取有關(guān),通常情況是指相對通常情況是指相對_的動量的動量.4.動量與動能的關(guān)系：動量與動能的關(guān)系：p_時刻時刻地面地面欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究5.動量的變化量動量的變化量(1)定義：物體在某段時間內(nèi)定義：物體在某段時間內(nèi)_與與_的矢量差的矢量差(也是矢量也是矢量).(2)表達式：表達式：ppp.(3)同一直線上動量的運算同一直線上動量的運算如果物體的動量始終保持在同一條直線如果物體的動量始終保持在同一條直線上上,在選定一個正方向之后在選定一個正方向之后,動量的運算動量的運算就可以簡化為代數(shù)運算就可以簡化為代數(shù)運算.末動量末動量初動量初動量欄目

3、欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究二、動量守恒定律二、動量守恒定律1.內(nèi)容：內(nèi)容：一個系統(tǒng)一個系統(tǒng)_或者或者_,這個系統(tǒng)的總動量這個系統(tǒng)的總動量保持不變保持不變.2.動量守恒定律的適用條件動量守恒定律的適用條件(1)系統(tǒng)不受系統(tǒng)不受_或系統(tǒng)所受外力之和或系統(tǒng)所受外力之和_.不受外力不受外力所受合外力為零所受合外力為零外力外力為零為零欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究(2)系統(tǒng)所受的外力之和雖不為零系統(tǒng)所受的外力之和雖不為零,但比但比系統(tǒng)內(nèi)力系統(tǒng)內(nèi)力_,如碰撞問題中的摩擦如碰撞問題中的摩擦力力,爆炸過程中的重力等外力比相互作爆炸過程中的重力等外力比相互作用

4、的內(nèi)力小得多用的內(nèi)力小得多,可以忽略不計可以忽略不計.(3)系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力系統(tǒng)某一方向不受外力或所受外力的矢量和為零的矢量和為零,或外力遠小于內(nèi)力或外力遠小于內(nèi)力,則系則系統(tǒng)該方向統(tǒng)該方向_.小得多小得多動量守恒動量守恒欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究3.表達式表達式(1)pp或或p1p2p1p2系統(tǒng)相互作用前總動量系統(tǒng)相互作用前總動量p_相互作用相互作用后總動量后總動量p.(2)p1p2相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng),一個一個物體的動量變化量與另一個物體的動量物體的動量變化量與另一個物體的動量變化量大小變化量大小_、方向、方向

5、_.等于等于相等相等相反相反欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究(3)p0系統(tǒng)總動量增量系統(tǒng)總動量增量_.三、碰撞三、碰撞1.概念：概念：碰撞是指物體間的相互作用持碰撞是指物體間的相互作用持續(xù)時間很短續(xù)時間很短,而物體間相互作用力很大而物體間相互作用力很大的現(xiàn)象的現(xiàn)象.為零為零欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究2.特點：特點：在碰撞現(xiàn)象中在碰撞現(xiàn)象中,一般都滿足內(nèi)力一般都滿足內(nèi)力_外力外力,可認為相互碰撞的系統(tǒng)動可認為相互碰撞的系統(tǒng)動量量_.3.分類分類(1)彈性碰撞：碰撞過程中機械能彈性碰撞：碰撞過程中機械能_,即碰撞前后系統(tǒng)總動能相等即碰撞前后系統(tǒng)

6、總動能相等.遠大于遠大于守恒守恒守恒守恒欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究(2)非彈性碰撞：碰撞過程中機械能非彈性碰撞：碰撞過程中機械能_,即碰撞后的機械能即碰撞后的機械能_碰撞碰撞前的機械能前的機械能.(3)完全非彈性碰撞：碰撞后物體完全非彈性碰撞：碰撞后物體_,具有具有_的速度的速度,這種碰撞這種碰撞系統(tǒng)動能損失系統(tǒng)動能損失_.不守恒不守恒小于小于合為一體合為一體相同相同最大最大欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究四、爆炸現(xiàn)象四、爆炸現(xiàn)象1.動量守恒動量守恒由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的,爆爆炸物體間的相互作用力遠遠大

7、于受到的炸物體間的相互作用力遠遠大于受到的_,所以在爆炸過程中所以在爆炸過程中,系統(tǒng)的總動系統(tǒng)的總動量量_.外力外力守恒守恒欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究2.動能增加動能增加在爆炸過程中在爆炸過程中,由于有其他形式的能量由于有其他形式的能量(如化學(xué)能如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動能轉(zhuǎn)化為動能,所以爆炸前后系所以爆炸前后系統(tǒng)的總動能統(tǒng)的總動能_.增加增加欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究3.位置不變位置不變爆炸和碰撞的時間極短爆炸和碰撞的時間極短,因而作用過程因而作用過程中中,物體產(chǎn)生的位移很小物體產(chǎn)生的位移很小,一般可忽略不一般可忽略不計計,可以認為爆炸或碰

8、撞后仍然從爆炸可以認為爆炸或碰撞后仍然從爆炸或碰撞前的位置以新的動量開始運動或碰撞前的位置以新的動量開始運動.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究五、反沖現(xiàn)象五、反沖現(xiàn)象1.物體的不同部分在內(nèi)力作用下向物體的不同部分在內(nèi)力作用下向_方向運動方向運動.2.反沖運動中反沖運動中,相互作用力一般較大相互作用力一般較大,通通?？梢杂脛恿渴睾愣蓙硖幚沓？梢杂脛恿渴睾愣蓙硖幚?3.反沖運動中反沖運動中,由于有其他形式的能轉(zhuǎn)變由于有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能為機械能,所以系統(tǒng)的總動能所以系統(tǒng)的總動能_.相反相反增加增加欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究要點透析要點

9、透析直擊高考直擊高考一、動量、動能、動量變化量的比較一、動量、動能、動量變化量的比較欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究名師點睛：名師點睛：( (1) )當(dāng)物體的速度大小不變當(dāng)物體的速度大小不變,方向變化時，動量一定改變，動能卻不方向變化時，動量一定改變，動能卻不變，如勻速圓周運動變，如勻速圓周運動. ( (2) )在談及動量時在談及動量時,必須明確是物體在哪個時刻或哪個狀態(tài)必須明確是物體在哪個時刻或哪個狀態(tài)所具有的動量所具有的動量. ( (3) )物體動量的變化率物體動量的變化率 等于它所受的力，這是牛頓第二等于它所

10、受的力，這是牛頓第二定律的另一種表達形式定律的另一種表達形式.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究即時應(yīng)用即時應(yīng)用1.下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A.物體的動量變化物體的動量變化,其速度大小一定變化其速度大小一定變化B.物體的動量變化物體的動量變化,其速度方向一定變化其速度方向一定變化C.物體的速度變化物體的速度變化,其動量大小一定變化其動量大小一定變化D.物體的速率變化物體的速率變化,其動量一定變化其動量一定變化欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究解析：選解析：選D.由由pmv 可知可知,物體的動量物體的動量與質(zhì)量的大小、速度的大小與質(zhì)量的

11、大小、速度的大小(速率速率)和方和方向三個因素有關(guān)向三個因素有關(guān),只要其中一個因素變只要其中一個因素變化或它們都變化化或它們都變化,p就變化就變化.動能是標(biāo)量動能是標(biāo)量,只有速度的大小發(fā)生變化動能才變化只有速度的大小發(fā)生變化動能才變化.故選項故選項D正確正確.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究二、動量守恒定律的理解及應(yīng)用二、動量守恒定律的理解及應(yīng)用1.幾種常見表述及表達式幾種常見表述及表達式(1)pp(系統(tǒng)相互作用前的總動量系統(tǒng)相互作用前的總動量p等等于相互作用后的總動量于相互作用后的總動量p).(2)p0(系統(tǒng)總動量不變系統(tǒng)總動量不變).欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒

12、研究第十四章動量守恒研究(3)p1p2(相互作用的兩物體組成相互作用的兩物體組成的系統(tǒng)的系統(tǒng),兩物體動量增量大小相等、方兩物體動量增量大小相等、方向相反向相反).其中其中(1)的形式最常用的形式最常用,具體到實際應(yīng)用具體到實際應(yīng)用時又有以下常見三種形式：時又有以下常見三種形式：m1v1m2v2m1v1m2v2(適用于作適用于作用前后都運動的兩個物體組成的系統(tǒng)用前后都運動的兩個物體組成的系統(tǒng)).欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究0m1v1m2v2(適用于原來靜止的兩適用于原來靜止的兩個物體組成的系統(tǒng)個物體組成的系統(tǒng),比如爆炸、反沖等比如爆炸、反沖等,兩者速率及位移大小與各自

13、質(zhì)量成反兩者速率及位移大小與各自質(zhì)量成反比比).m1v1m2v2(m1m2)v(適用于兩物適用于兩物體作用后結(jié)合為一體或具有相同速度的體作用后結(jié)合為一體或具有相同速度的情況情況,完全非彈性碰撞完全非彈性碰撞).欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究2.動量守恒定律的動量守恒定律的“五性五性”(1)矢量性：速度、動量均是矢量矢量性：速度、動量均是矢量,因此因此列式時列式時,要規(guī)定正方向要規(guī)定正方向.(2)相對性：動量守恒定律方程中的動相對性：動量守恒定律方程中的動量必須是相對于同一慣性參考系量必須是相對于同一慣性參考系.(3)系統(tǒng)性：動量守恒是針對滿足守恒系統(tǒng)性：動量守恒是針對

14、滿足守恒條件的系統(tǒng)而言的條件的系統(tǒng)而言的.系統(tǒng)改變系統(tǒng)改變,動量不一動量不一定守恒定守恒.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究(4)同時性：動量守恒方程等號左側(cè)表同時性：動量守恒方程等號左側(cè)表示的是作用前同一時刻的總動量示的是作用前同一時刻的總動量,右側(cè)右側(cè)則表示作用后同一時刻的總動量則表示作用后同一時刻的總動量.(5)普適性：動量守恒定律不僅適用于普適性：動量守恒定律不僅適用于低速宏觀物體組成的系統(tǒng)低速宏觀物體組成的系統(tǒng),而且適用于而且適用于接近光速運動的微觀粒子組成的系統(tǒng)接近光速運動的微觀粒子組成的系統(tǒng).欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究3.應(yīng)用動

15、量守恒定律的解題步驟應(yīng)用動量守恒定律的解題步驟(1)確定相互作用的系統(tǒng)為研究對象確定相互作用的系統(tǒng)為研究對象;(2)分析研究對象所受的外力分析研究對象所受的外力;(3)判斷系統(tǒng)是否符合動量守恒條件判斷系統(tǒng)是否符合動量守恒條件;(4)規(guī)定正方向規(guī)定正方向,確定初、末狀態(tài)動量的確定初、末狀態(tài)動量的正、負號正、負號;(5)根據(jù)動量守恒定律列式求解根據(jù)動量守恒定律列式求解.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究即時應(yīng)用即時應(yīng)用2.一炮艇總質(zhì)量為一炮艇總質(zhì)量為M,以速度以速度v0勻速行駛勻速行駛,從船上以相對海岸的水平速度從船上以相對海岸的水平速度v沿前進沿前進方向射出一質(zhì)量為方向射出

16、一質(zhì)量為m的炮彈的炮彈,發(fā)射炮彈后發(fā)射炮彈后艇的速度為艇的速度為v,若不計水的阻力若不計水的阻力,則下列則下列各關(guān)系中正確的是各關(guān)系中正確的是()欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究A.Mv0(Mm)vmvB.Mv0(Mm)vm(vv0)C.Mv0(Mm)vm(vv)D.Mv0Mvmv欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究解析：選解析：選A.動量守恒定律必須相對于同動量守恒定律必須相對于同一參考系一參考系.本題中的各個速度都是相對本題中的各個速度都是相對于地面的于地面的,不需要轉(zhuǎn)換不需要轉(zhuǎn)換,發(fā)射炮彈前系統(tǒng)發(fā)射炮彈前系統(tǒng)的總動量為的總動量為Mv0;發(fā)射炮彈

17、后發(fā)射炮彈后,炮彈的動炮彈的動量為量為mv,船的動量為船的動量為(Mm)v,所以動所以動量守恒定律的表達式為量守恒定律的表達式為Mv0(Mm)vmv,正確選項為正確選項為A.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究三、碰撞及反沖現(xiàn)象的特點分析三、碰撞及反沖現(xiàn)象的特點分析1.碰撞現(xiàn)象碰撞現(xiàn)象(1)動量守恒動量守恒(2)機械能不增加機械能不增加(3)速度要合理速度要合理欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究若碰前兩物體同向運動若碰前兩物體同向運動,則應(yīng)有則應(yīng)有v后后v前前,碰后原來在前的物體速度一定增大碰后原來在前的物體速度一定增大,若碰后兩物體同向運動若碰后兩物

18、體同向運動,則應(yīng)有則應(yīng)有v前前v后后.碰前兩物體相向運動碰前兩物體相向運動,碰后兩物體的碰后兩物體的運動方向不可能都不改變運動方向不可能都不改變.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究2.彈性碰撞的規(guī)律彈性碰撞的規(guī)律兩球發(fā)生彈性碰撞時應(yīng)滿足動量守恒和兩球發(fā)生彈性碰撞時應(yīng)滿足動量守恒和機械能守恒機械能守恒.以質(zhì)量為以質(zhì)量為m1、速度為、速度為v1的小球與質(zhì)量為的小球與質(zhì)量為m2的靜止小球發(fā)生正面彈性碰撞為例的靜止小球發(fā)生正面彈性碰撞為例,則有則有欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四

19、章動量守恒研究第十四章動量守恒研究欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究(1)系統(tǒng)的總動量守恒或某一方向的動系統(tǒng)的總動量守恒或某一方向的動量守恒量守恒.(2)構(gòu)成系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)的m1、m2原來靜止原來靜止,因相互因相互作用而運動作用而運動.(3)s1、s2均為沿動量守恒方向相對于同均為沿動量守恒方向相對于同一參考系的位移一參考系的位移.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究即時應(yīng)用即時應(yīng)用3.(2012安徽巢湖模擬安徽巢湖模擬)如圖如圖1411所所示示,光滑水平面上有大小相同的光滑水平面上有大小相同的A、B兩兩球在同一直線上運動球在同一直線上運動.兩球質(zhì)量關(guān)

20、系為兩球質(zhì)量關(guān)系為mB2mA,規(guī)定向右為正方向規(guī)定向右為正方向,A、B兩球兩球的動量均為的動量均為6 kgm/s,運動中兩球發(fā)生碰運動中兩球發(fā)生碰撞撞,碰撞后碰撞后A球的動量增量為球的動量增量為4 kgm/s,則則()欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究圖圖1411欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究A.左方是左方是A球球,碰撞后碰撞后A、B兩球速度大兩球速度大小之比為小之比為2 5B.左方是左方是A球球,碰撞后碰撞后A、B兩球速度大兩球速度大小之比為小之比為1 10C.右方是右方是A球球,碰撞后碰撞后A、B兩球速度大兩球速度大小之比為小之比為2 5D.

21、右方是右方是A球球,碰撞后碰撞后A、B兩球速度大兩球速度大小之比為小之比為1 10欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究解析：選解析：選A.由兩球的動量都是由兩球的動量都是6 kgm/s可知可知,運動方向都向右運動方向都向右,且能夠相碰且能夠相碰,說明說明左方是質(zhì)量小速度大的小球左方是質(zhì)量小速度大的小球,故左方是故左方是A球球,碰后碰后A球的動量減少了球的動量減少了4 kgm/s,即即A球的動量為球的動量為2 kgm/s,由動量守恒定律得由動量守恒定律得B球的動量為球的動量為10 kgm/s,故可得其速度比故可得其速度比為為2 5,故選項故選項A是正確的是正確的.欄目欄目導(dǎo)引

22、導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究題型探究題型探究 解碼命題解碼命題題型題型1動量守恒定律的應(yīng)用動量守恒定律的應(yīng)用 (2012寧德質(zhì)檢寧德質(zhì)檢)小孩和大人一起小孩和大人一起在水平冰面上以在水平冰面上以3 m/s的速度向右勻速的速度向右勻速滑行滑行,兩人突然互推了一下兩人突然互推了一下,結(jié)果小孩以結(jié)果小孩以2 m/s的速度向左滑行的速度向左滑行.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究已知小孩的質(zhì)量為已知小孩的質(zhì)量為30 kg,大人的質(zhì)量為大人的質(zhì)量為60 kg,則互推后大人的速度變?yōu)閯t互推后大人的速度變?yōu)?)A. 5.5 m/sB. 4.5 m/sC. 3.5 m/s

23、 D.2.5 m/s欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究【解析解析】設(shè)向右為正方向設(shè)向右為正方向,根據(jù)動量根據(jù)動量守恒守恒,(m1m2)v0m1v1m2v2,帶入數(shù)帶入數(shù)值可得值可得v25.5 m/s.【答案答案】A欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】 應(yīng)用動量守恒定律解應(yīng)用動量守恒定律解題只需抓住始末狀態(tài)題只需抓住始末狀態(tài),無需考慮過程細無需考慮過程細節(jié)節(jié);應(yīng)用動量守恒定律的關(guān)鍵是正確地應(yīng)用動量守恒定律的關(guān)鍵是正確地選擇系統(tǒng)和過程選擇系統(tǒng)和過程,并判斷是否滿足動量并判斷是否滿足動量守恒的條件守恒的條件.欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十四章動量守恒研究第十四章動量守恒研究題型題型2動量守恒的碰撞問題動量守恒的碰撞問題 質(zhì)量為質(zhì)量為m的的A球以水平速度球以水平速度v與靜與靜止在光滑的水平面上的質(zhì)量為止在