高中物理 動(dòng)量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律

動(dòng)量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律一、動(dòng)量：（一)動(dòng)量的概念：物體的質(zhì)量與其速度的乘積。（二）動(dòng)量的性質(zhì)：1.動(dòng)量是由物體的質(zhì)量m和物體的速度v共同決定的。2.動(dòng)量是矢量，其方向與速度的方向相同。3.動(dòng)量是一個(gè)狀態(tài)量。10kgm/s沿正方向10kgm/s沿負(fù)方向二、沖量：1.定義：力和力的作用時(shí)間的乘積。2.沖量的性質(zhì)：A.沖量是矢量，如果力的方向不變，其方向與力F的方向相同。B.沖量是一個(gè)過程量，與一個(gè)過程相對應(yīng)。沖量是力對時(shí)間的積累。三、動(dòng)量定理：（一）推導(dǎo)：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體在合力F(恒力）作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間t，其速度由v變?yōu)関/,動(dòng)量由mv變成mv/.由牛頓第二定律得：勻變速運(yùn)動(dòng)F是恒力結(jié)論：物體所受的合力的沖量等于物體動(dòng)量的改變。(二）動(dòng)量定理：物體所受的合力的沖量等于物體動(dòng)量的改變。（三）動(dòng)量定理的有關(guān)說明：1.動(dòng)量定理的適用條件：不僅適用于恒力，也適用于變力，不僅適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。2.動(dòng)量定理主要用來解決單個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)涉及力、速度、時(shí)間的問題，不涉及位移、加速度。(四)牛頓第二定律的另一種表述：由動(dòng)量定理得：物體所受的合力等于物體動(dòng)量的變化率。這就是牛頓第二定律最初的表達(dá)式。四、動(dòng)量守恒定律：（一）有關(guān)概念：系統(tǒng)：外力：由兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體構(gòu)成的整體。系統(tǒng)外的物體所施加的力。內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)的物體所施加的力。（二）實(shí)驗(yàn)探究：15g10g015g10g15g10g00結(jié)論：不管是彈性碰撞（實(shí)驗(yàn)1)還是非彈性碰撞（實(shí)驗(yàn)2）、完全非彈性碰撞（實(shí)驗(yàn)3），碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)量都保持不變，即：系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)條件（動(dòng)量守恒的條件）：由兩個(gè)滑塊所組成的系統(tǒng)，所受的外力為重力、導(dǎo)軌對滑塊的支持力，重力、支持力的合力為零。系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件為：系統(tǒng)不受外力或者所受外力的合力為零。（三）理論推導(dǎo)：如圖所示，質(zhì)量為m1、m2的兩個(gè)小球位于光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng)，碰撞前速度分別為v1、v2，碰撞后速度分別為.碰撞過程中：小球m1：由牛頓第二定律得：小球m2：由牛頓第二定律得：由牛頓第三定律得：且：作用時(shí)間△t相同。即：兩個(gè)小球構(gòu)成的系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。(四）動(dòng)量守恒定律：1.內(nèi)容：如果系統(tǒng)不受外力或者所受外力的合力為零，則相互作用前后，系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這就是動(dòng)量守恒定律。2.表達(dá)式：A.初態(tài)、末態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)量相等（包括了大小、方向）B.兩個(gè)物體動(dòng)量的改變大小相等、方向相反。3.動(dòng)量守恒的條件：A.嚴(yán)格條件：系統(tǒng)不受外力或者所受外力的合力為零。B.近似條件：內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于外力，且作用時(shí)間極短。例如：碰撞過程、爆炸過程。C.在某一方向上動(dòng)量守恒：系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，但系統(tǒng)在某方向不受外力或者在該方向上合外力為零，則系統(tǒng)的動(dòng)量在該方向上的分量守恒。例1.如圖所示，光滑圓槽的質(zhì)量為M，靜止在光滑的水平面上，其內(nèi)表面有一個(gè)小球被細(xì)線吊著恰位于槽的邊緣處，如果將線燒斷，則小球滑到另一邊的最高點(diǎn)時(shí)，圓槽的速度是()A．0 B．向左C．向右 D．無法確定A例2.(多選)如圖所示，木塊A靜止于光滑的水平面上，其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙，現(xiàn)有一物體B自M點(diǎn)由靜止下滑，設(shè)NP足夠長，則以下敘述正確的是()A．A、B最終以同一不為零的速度運(yùn)動(dòng)B．A、B最終速度均為零C．木塊A先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)D．木塊A先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)BC4.動(dòng)量守恒定律用來處理系統(tǒng)問題：只涉及物體的質(zhì)量、初末狀態(tài)的速度。5.動(dòng)量守恒定律的適用范圍不受牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用范圍的限制，對于微觀、高速運(yùn)動(dòng)仍然適用，它是自然界中最普遍、最基本的定律。6.動(dòng)量守恒定律的同一性系統(tǒng)內(nèi)各物體的速度必須是相對于同一參照物——一般選擇地面.P1、P2是系統(tǒng)作用前同一時(shí)刻的動(dòng)量，是系統(tǒng)作用后同一時(shí)刻的動(dòng)量。（1）桌面光滑時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒；桌面粗糙時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒(如果A、B完全相同，則系統(tǒng)的動(dòng)量守恒）。（2）子彈打入沙袋的瞬間，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒；沙袋開始擺動(dòng)后，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒。D（水平面光滑）v=2m/s，方向向左。方向與