高中物理必修二-16.2動(dòng)量和動(dòng)量定理

高中物理必修二—16.2動(dòng)量和動(dòng)量定理目錄動(dòng)量概念及性質(zhì)動(dòng)量定理內(nèi)容及應(yīng)用碰撞類(lèi)型及其特點(diǎn)火箭飛行原理與宇宙速度目錄動(dòng)量守恒定律在解決實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律動(dòng)量概念及性質(zhì)010102物體質(zhì)量與速度的乘積，即$p=mv$，其中$p$為動(dòng)量，$m$為質(zhì)量，$v$為速度。動(dòng)量的方向與速度的方向相同。動(dòng)量定義動(dòng)量是矢量動(dòng)量定義與表達(dá)式01動(dòng)量單位02動(dòng)量方向在國(guó)際單位制中，動(dòng)量的單位是$kgcdotm/s$。動(dòng)量的方向與速度的方向一致，因此動(dòng)量也是矢量，具有方向性。動(dòng)量單位與方向系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零：這是動(dòng)量守恒的前提條件。系統(tǒng)內(nèi)力的作用時(shí)間極短：在碰撞、爆炸等過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)力作用時(shí)間極短，可以忽略外力的沖量，從而認(rèn)為動(dòng)量守恒。系統(tǒng)內(nèi)各物體相互作用前后動(dòng)量矢量和保持不變：即系統(tǒng)總動(dòng)量守恒，可以表達(dá)為$m_1v_1+m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'$，其中$m_1$、$m_2$為兩物體的質(zhì)量，$v_1$、$v_2$為相互作用前的速度，$v_1'$、$v_2'$為相互作用后的速度。動(dòng)量守恒條件動(dòng)量定理內(nèi)容及應(yīng)用02物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化。動(dòng)量定理內(nèi)容Ft=mv′-mv，其中Ft表示物體受到的合外力的沖量，mv和mv′分別表示物體的初動(dòng)量和末動(dòng)量。動(dòng)量定理表達(dá)式動(dòng)量定理表述01完全彈性碰撞在完全彈性碰撞中，動(dòng)量守恒且機(jī)械能守恒，碰撞后兩物體以共同速度運(yùn)動(dòng)。02非完全彈性碰撞在非完全彈性碰撞中，動(dòng)量守恒但機(jī)械能不守恒，碰撞后兩物體分開(kāi)并以不同速度運(yùn)動(dòng)。03完全非彈性碰撞在完全非彈性碰撞中，動(dòng)量守恒且機(jī)械能損失最大，碰撞后兩物體合為一體并以共同速度運(yùn)動(dòng)。動(dòng)量定理在碰撞問(wèn)題中應(yīng)用在恒力作用下，物體動(dòng)量的變化等于恒力與時(shí)間的乘積，即Ft=Δp。恒力作用下的連續(xù)作用問(wèn)題在變力作用下，物體動(dòng)量的變化等于變力的沖量，即I=Δp。此時(shí)需要利用動(dòng)量定理求解變力的沖量或物體的動(dòng)量變化。變力作用下的連續(xù)作用問(wèn)題動(dòng)量定理在連續(xù)作用問(wèn)題中應(yīng)用碰撞類(lèi)型及其特點(diǎn)03在碰撞過(guò)程中，如果系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用力為保守力，且碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能守恒，則稱(chēng)此類(lèi)碰撞為彈性碰撞。在彈性碰撞中，兩物體之間只有動(dòng)能的交換，而無(wú)動(dòng)能的損失。碰撞后兩物體的總動(dòng)能等于碰撞前兩物體的總動(dòng)能。彈性碰撞特點(diǎn)定義定義在碰撞過(guò)程中，如果系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用力為非保守力，或碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能不守恒，則稱(chēng)此類(lèi)碰撞為非彈性碰撞。特點(diǎn)在非彈性碰撞中，兩物體之間既有動(dòng)能的交換，又有動(dòng)能的損失。碰撞后兩物體的總動(dòng)能小于碰撞前兩物體的總動(dòng)能。非彈性碰撞定義如果兩物體在碰撞后粘在一起，以同一速度運(yùn)動(dòng)，則稱(chēng)此類(lèi)碰撞為完全非彈性碰撞。特點(diǎn)在完全非彈性碰撞中，兩物體之間的動(dòng)能損失最大。碰撞后兩物體的總動(dòng)能遠(yuǎn)小于碰撞前兩物體的總動(dòng)能，且兩物體以同一速度運(yùn)動(dòng)。完全非彈性碰撞火箭飛行原理與宇宙速度04火箭飛行原理基于牛頓第三定律，即作用力和反作用力大小相等、方向相反?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒燃料產(chǎn)生高速氣體，氣體通過(guò)噴嘴向下噴出，產(chǎn)生向上的反作用力，推動(dòng)火箭向上飛行。牛頓第三定律火箭飛行過(guò)程中，燃料和火箭整體的動(dòng)量守恒。隨著燃料的消耗，火箭質(zhì)量減小，速度增加，直到達(dá)到預(yù)定軌道速度。動(dòng)量守恒火箭飛行原理簡(jiǎn)介010203第一宇宙速度又稱(chēng)環(huán)繞速度，是指物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度。其數(shù)值約為7.9km/s。第一宇宙速度定義第一宇宙速度可以通過(guò)公式v=√(GM/r)計(jì)算，其中G為萬(wàn)有引力常數(shù)，M為地球質(zhì)量，r為地球半徑。計(jì)算方法第一宇宙速度是航天器繞地球飛行的最低速度，也是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。同時(shí)，它還是判斷物體是否能逃離地球引力的一個(gè)重要指標(biāo)。意義第一宇宙速度計(jì)算與意義第二宇宙速度定義第二宇宙速度又稱(chēng)逃逸速度，是指物體完全擺脫地球引力束縛，飛離地球所需要的最小初始速度。其數(shù)值約為11.2km/s。第三宇宙速度定義第三宇宙速度又稱(chēng)太陽(yáng)逃逸速度，是指在地球上發(fā)射的物體擺脫太陽(yáng)引力束縛，飛出太陽(yáng)系所需的最小初始速度。其數(shù)值約為16.7km/s。意義第二、第三宇宙速度是航天領(lǐng)域的重要參數(shù)，它們決定了航天器是否能逃離地球或太陽(yáng)引力，實(shí)現(xiàn)深空探測(cè)或星際航行。對(duì)于人類(lèi)探索宇宙、拓展生存空間具有重要意義。第二、第三宇宙速度簡(jiǎn)介動(dòng)量守恒定律在解決實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用05爆炸、反沖問(wèn)題中動(dòng)量守恒爆炸模型爆炸過(guò)程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒。應(yīng)用動(dòng)量守恒定律可以求解爆炸后各碎片的速度和方向。反沖模型反沖現(xiàn)象中，系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，動(dòng)量守恒。利用動(dòng)量守恒定律可以分析反沖過(guò)程中各物體的速度和方向變化。人船模型人船模型中，人和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。通過(guò)分析人和船的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以求解人行走或跳躍時(shí)船的速度和位移。動(dòng)量守恒的應(yīng)用利用動(dòng)量守恒定律，可以分析人船模型中各物體的速度、位移和相互作用力，進(jìn)而解決實(shí)際問(wèn)題。人船模型與動(dòng)量守恒VS子彈打木塊過(guò)程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。通過(guò)分析子彈和木塊的相互作用，可以求解子彈打入木塊后的共同速度和能量損失。動(dòng)量守恒的應(yīng)用利用動(dòng)量守恒定律，可以分析子彈打木塊模型中各物體的速度、能量和相互作用力，進(jìn)而解決實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)，該模型還可以拓展到類(lèi)似的多物體碰撞問(wèn)題中。子彈打木塊模型子彈打木塊模型與動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律06實(shí)驗(yàn)原理：動(dòng)量守恒定律指出，在不受外力作用的封閉系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量小球碰撞前后的速度，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)原理及步驟介紹實(shí)驗(yàn)步驟安裝實(shí)驗(yàn)裝置，包括氣墊導(dǎo)軌、光電計(jì)時(shí)器、碰撞器等。調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，確保小球在導(dǎo)軌上滑行時(shí)無(wú)摩擦力影響。實(shí)驗(yàn)原理及步驟介紹測(cè)量小球的質(zhì)量，并記錄數(shù)據(jù)。使兩小球發(fā)生碰撞，再次測(cè)量碰撞后兩小球的速度。使小球從導(dǎo)軌一端以一定速度滑行，經(jīng)過(guò)光電計(jì)時(shí)器時(shí)記錄時(shí)間，測(cè)量小球的速度。重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，獲取足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)原理及步驟介紹根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的速度和質(zhì)量數(shù)據(jù)，計(jì)算碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量，并進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)處理由于實(shí)驗(yàn)裝置、測(cè)量工具等引起的誤差，如氣墊導(dǎo)軌不水平、光電計(jì)時(shí)器精度等。系統(tǒng)誤差由于實(shí)驗(yàn)操作、環(huán)境因素等引起的誤差，如碰撞不完全、空氣阻力等。隨機(jī)誤差提高實(shí)驗(yàn)裝置的精度、確保導(dǎo)軌水平、多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)取平均值等。減小誤差的方法數(shù)據(jù)處理與誤差分析0102通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和