2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件:第六章 第1节 动量定理 动量守恒定律 .ppt
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1、第六章 碰撞与动量守恒 第1节 动量定理 动量守恒定律,基础过关,考点研析,素养提升,基础知识,一、动量、动能、动量变化量的比较,基础过关 紧扣教材自主落实,质量和速度,运动,mv,p-p,矢量差,矢量,过程量,二、冲量,1.定义:力和力的 的乘积. 2.公式:I= ,适用于求恒力的冲量. 3.方向:与 相同.,作用时间,Ft,力的方向,三、动量定理,思考以下两种情境下鸡蛋落地时所受作用力为何不同?,1.内容:物体在一个过程始末的 等于它在这个过程中所受力的冲量. 2.表达式:p-p=I或mv-mv=Ft.,动量变化量,四、动量守恒定律,1.内容:如果一个系统 ,或者所受 为0,这个系统的总动
2、量保持不变. 2.表达式 m1v1+m2v2= 或p=p.,不受外力,外力的矢量和,m1v1+m2v2,3.适用条件,(1)理想守恒:系统不受外力或所受 为零,则系统动量守恒. (2)近似守恒:系统受到的合力不为零,但当内力远 外力时,系统的动量可近似看成守恒. (3)分方向守恒:系统在某个方向上所受合力为零时,系统在该方向上动量守恒.,外力的合力,大于,(1)一个物体的运动状态变化,它的动量一定改变.( ),过关巧练,1.思考判断,(2)物体所受合外力的冲量方向与物体动量的方向相同.( ) (3)系统的机械能守恒时,动量也一定守恒.( ) (4)物体的动量变化越大,其速度变化一定越大.( )
3、 (5)若在光滑水平面上两球相向运动,碰后均变为静止,则两球碰前的动量大小一定相同.( ),2.(多选)关于动量的变化,下列说法正确的是( ) A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量p的方向与运动方向相同 B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量p的方向与运动方向相反 C.物体的速度大小不变时,动量的增量p为零 D.物体做曲线运动时,动量的增量一定不为零,ABD,解析:动量的变化等于初、末两状态动量的差值,对于加速直线运动,动量的增量p的方向与运动方向相同,选项A正确;对于减速直线运动,动量的增量p的方向与运动方向相反,即动量是在减小的,选项B正确;物体的速度大小不变时,动量的增量不一定
4、为零,如圆周运动,选项C错误;物体做曲线运动时,动量一定发生了变化,故动量的增量一定不为零,选项D正确.,3.(多选)下列相互作用的过程中,可以认为系统动量守恒的是( ) A.滑轮上的男孩推滑轮上的女孩 B.子弹击穿地面上面粉袋的瞬间 C.太空人在舱外发射子弹 D.公路上运动的汽车发生碰撞,AC,解析:动量守恒的条件是相互作用的物体系统不受外力或所受外力的合力为零,而相互作用过程中内力远大于外力时也可认为动量守恒.A中,滑轮上的男孩推滑轮上的女孩的过程中,内力远大于外力,因此系统的动量可认为守恒;B和D中,在两物体相互作用的过程中,没有满足内力远大于外力的条件,系统的动量不守恒;C中,太空中无
5、空气阻力作用,太空人和子弹在相互作用过程中动量守恒.故选AC.,考点一 冲量与动量变化的计算,1.动量与动量的变化,考点研析 核心探究重难突破,(1)p=mv是动量,既有大小又有方向,是状态量,即与状态有关. (2)p=p-p,是动量变化量,也是矢量,是过程量,与状态变化有关,与合力的冲量等大同向.,2.冲量的计算,(1)恒力的冲量:直接用定义式I=Ft计算.,作出F-t变化图线,图线与t轴所夹的面积即为变力的冲量.如图所示. 对于易确定始、末时刻动量的情况,可用动量定理求解,即通过求p间接求出冲量.,【典例1】 用电钻给建筑物钻孔时,钻头所受的阻力与深度成正比,若钻头匀速钻进时第1 s内阻力
6、的冲量为100 Ns,求第5 s内阻力的冲量.,核心点拨 钻头所受的阻力与深度成正比,而钻头又是匀速钻进,即深度与时间成正比,因此阻力与时间成正比,可以用平均值来求变力的冲量.,答案:900 Ns,【针对训练】 (多选)质量为m的物体沿倾角为的粗糙斜面匀速下滑,在时间t内下滑的距离为s,在这段时间内物体所受各力的冲量大小说法正确的是( ) A.重力的冲量为mgtsin B.支持力的冲量为mgtcos C.摩擦力的冲量为mgtsin D.合力的冲量为0,BCD,解析:据I=Ft可得重力的冲量IG=mgt,支持力的冲量IN=mgtcos ,摩擦力的冲量If=mgtsin ,而合力的冲量I=mv=0
7、,选项B,C,D正确,A错误.,考点二 动量定理的理解与应用,1.动量定理的理解要点,(1)应用动量定理时研究对象既可以是单一物体,也可以是系统,当为系统时不考虑内力的冲量. (2)求合力的冲量的方法有两种:第一先求合力再求合力冲量,第二先求出每个力的冲量再对冲量求和. (3)动量定理是矢量式,列方程之前先规定正方向.,2.用动量定理解释现象,(1)p一定时,F的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小.,(2)F一定,此时力的作用时间越长,p就越大;力的作用时间越短,p就越小. 分析问题时,要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚.,3.动量定理的两个重要应用,(1)应用I=p求变力的冲量. 如果
8、物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I=Ft求变力的冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化量p,等效代换为力的冲量I. (2)应用p=Ft求动量的变化量. 例如,在曲线运动中,速度方向时刻在变化,求动量变化(p=p2-p1)需要应用矢量运算方法,计算比较复杂,如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换动量的变化量.,【典例2】 (2019吉林长春质检)“蹦床”已成为奥运会的比赛项目.质量为m的运动员从床垫正上方h1高处自由落下,落垫后反弹的高度为h2,设运动员每次与床垫接触的时间为t,求在运动员与床垫接触的时间内运动员对床垫的平均作用力.(空气阻力不计,重力加速度为g),核心点拨
9、运动员的整个过程可分为三个阶段:自由下落h1阶段,与床垫作用阶段,反弹竖直上升h2阶段.可以选择作用过程研究,也可以选择全程进行研究.,1.连续作用问题一艘帆船在湖面上顺风行驶,在风力的推动下做速度为v=4 m/s的匀速直线运动,已知该帆船在运动状态下突然失去风的动力作用,帆船在湖面上做匀减速直线运动,经过t=8 s才可静止;该帆船的帆面正对风的有效面积为S=10 m2,帆船的总质量约为M=936 kg,若帆船在行驶过程中受到的阻力恒定不变,空气的密度为=1.3 kg/m3,在匀速行驶状态下估算:,题组训练,(1)帆船受到风的推力F的大小;,答案:(1)468 N,解析:(2)设在时间t内,正
10、对吹入帆面空气的质量为m,根据动量定理有 -Ft=m(v-v) 又m=S(v-v)t Ft=S(v-v)2t 解得v=10 m/s.,(2)风速的大小v.,答案:(2)10 m/s,2. 变力的冲量问题如图所示,两根平行光滑金属导轨ab和cd置于同一水平面上,相互间隔L=1 m;质量m=3 g 的金属棒置于轨道右端,跨在两根导轨上,导轨左端通过开关S与电池连接,匀强磁场方向垂直轨道所在平面向上,磁感应强度B=0.1 T,轨道平面距地面高度h=0.8 m.接通开关S时,金属棒由于受安培力作用被水平抛出,落地点水平距离s=2 m,取g=10 m/s2,求接通S瞬间,金属棒中通过的电荷量.,答案:0
11、.15 C,考点三 动量守恒的判断与动量守恒定律的理解,1.动量守恒定律适用条件,(1)理想条件:系统不受外力. (2)实际条件:系统所受合外力为零. (3)近似条件:系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力. (4)方向条件:系统在某一方向上合力为零,则此方向上动量守恒.,2.动量守恒定律的表达式,(1)m1v1+m2v2=m1v1+m2v2,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和. (2)p1=-p2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向. (3)p=0,系统总动量的增量为零.,【典例3】 (2019安徽淮南模拟)(多选)如图所示,在光滑的水平面上放有一物体
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