2020版物理新导学浙江选考大一轮精讲课件:第六章 动量守恒定律 第1讲 .pptx
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1、,第六章 动量守恒定律,第1讲 动量定理 动量守恒定律,浙江选考总复习,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,1.动量 物体的质量与速度的乘积为动量,即pmv,单位是kgm/s.动量是描述物体运动状态的物理量,是矢量,其方向与 的方向相同. 2.冲量 力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,即IFt,冲量是矢量,其方向与 的方向相同,单位是Ns. 3.动量定理 物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量,即ppI.适用于单个物体或多个物体组成的系统.
2、,一、动量和动量定理,速度,力,自测1 下列说法正确的是 A.速度大的物体,它的动量一定也大 B.动量大的物体,它的速度一定也大 C.只要物体的运动速度大小不变,物体的动量就保持不变 D.物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大,自测2 (多选)如图1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.拉力对物体的冲量大小为Ft 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,图1,解析 拉力F对物体的冲量就是Ft,所以A项正确,B项错误; 物体受到的摩擦力FfFcos ,所以,摩擦力对物体的冲量大小为Ff
3、tFtcos ,C项错误; 物体匀速运动,合外力为零,所以合外力对物体的冲量大小为零,D项正确.,答案,1.适用条件 (1)系统不受外力或所受外力的合力为零,不是系统内每个物体所受的合力都为零,更不能认为系统处于 状态. (2)近似适用条件:系统内各物体间相互作用的内力 它所受到的外力. (3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则系统 动量守恒. 2.动量守恒定律的不同表达形式 (1)m1v1m2v2 ,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的总动量等于作用后的总动量. (2)p1 ,相互作用的两个物体动量的增量等大反向. (3)p ,系统总动量的增量为零.,二、动量守恒定律,平衡,远大于
4、,在该方向上,m1v1m2v2,p2,0,自测3 关于系统动量守恒,下列说法错误的是 A.只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒 B.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒 C.系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒 D.相互作用的两物体动量的增量的矢量和一定为零,1.碰撞 碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力 的现象. 2.特点 在碰撞现象中,一般都满足内力 外力,可认为相互碰撞的系统动量守恒. 3.分类,三、碰撞,很大,远大于,守恒,最大,1.反冲现象 (1)如果一个静止的物体在内力作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向 运动
5、. (2)反冲运动中,相互作用力一般较大,通常可以用 定律来处理. (3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的 增加. 2.火箭 (1)工作原理:利用反冲运动.火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时,使火箭获得巨大的 . (2)设火箭在t时间内喷射燃气的质量是m,喷出燃气的速度大小是u,喷出燃 气后火箭的质量是m,则火箭获得的速度大小v .,四、反冲运动 火箭,相反方向,动量守恒,机械能,反作用力,自测4 (多选)下列属于反冲运动的是 A.汽车的运动 B.直升飞机的运动 C.火箭的运动 D.反击式水轮机的运动,返回,研透命题点,命题点一 动量定理的理解和应用,1.
6、理解 (1)物体的动量变化一定,此时力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小. (2)物体受到的作用力一定,此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 (1)应用Ip求变力的冲量. (2)应用pFt求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化量. (3)应用动量定理解题的步骤 确定研究对象. 进行受力分析:分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力. 分析运动过程,选取正方向,确定初、末状态的动量以及整个过程合力的冲量. 列方程:根据动量定理列方程求解.,答案,例1 用豆粒模拟气体分子,可以模拟气体压强产生的原理.如图2所示,从距秤盘80 cm高处
7、把1 000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上,持续作用时间为1 s,豆粒弹起时竖直方向的速度大小变为碰前的一半,方向相反.若每个豆粒只与秤盘碰撞一次,且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内,碰撞力远大于豆粒受到的重力),已知1 000粒的豆粒的总质量为100 g.则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为 A.0.2 N B.0.6 N C.1.0 N D.1.6 N,图2,解析 豆粒从80 cm高处下落到秤盘上时的速度为v1,v122gh,,设竖直向上为正方向,根据动量定理:Ftmv2mv1,故B正确,A、C、D错误.,变式1 篮球运动员通常要伸出双手迎接传来的篮球.接球时,两手随球迅速收缩至胸前
8、,如图3所示.这样做可以 A.减小球对手的冲量 B.减小球对人的冲击力 C.减小球的动量变化量 D.减小球的动能变化量,答案,图3,解析 先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球引至胸前,这样可以增加球与手接触的时间,根据动量定理得:Ft0mv F ,球对手的冲量、球的动量和球的动能的变化量都不变,当时间增大时,球与人间的作用力减小,所以B正确.,答案 0.6 Ns,方向竖直向上,变式2 一个质量为m100 g的小球从离厚软垫h0.8 m高处自由下落,落到厚软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t0.2 s,不计空气阻力,则在这段时间内,软垫对小球的冲量是多少?(取g10 m/s2),答
9、案,设I为软垫对小球的冲量,并令竖直向下的方向为正方向,则对小球整个运动过程运用动量定理得 mg(t1t)I0,得I0.6 Ns. 负号表示软垫对小球的冲量方向和规定的正方向相反,方向竖直向上.,1.适用条件 (1)前提条件:存在相互作用的物体组成的系统. (2)理想条件:系统不受外力. (3)实际条件:系统所受合外力为0. (4)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. (5)方向条件:系统在某一方向上满足上面的条件,则在此方向上动量守恒.,命题点二 动量守恒定律的理解和应用,2.解题步骤 (1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程); (2)进行
10、受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒); (3)规定正方向,确定初、末状态动量; (4)由动量守恒定律列出方程; (5)代入数据,求出结果,必要时讨论说明.,例2 两磁铁各放在两辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为1 kg,两磁铁的N极相对.推动一下,使两车相向运动,某时刻甲的速度大小为2 m/s,乙的速度大小为3 m/s,方向与甲相反,两车运动过程中始终未相碰.则: (1)两车最近时,乙的速度为多大?,答案,解析 两车相距最近时,两车的速度大小相同,设该速度大小为v,取刚开始运动时乙车的速度方向为正方向,
11、由动量守恒定律得m乙v乙m甲v甲(m甲m乙)v 所以两车最近时,乙车的速度大小为,(2)甲车开始反向时,乙的速度为多大?,答案,解析 甲车开始反向时,其速度大小为0,设此时乙车的速度大小为v乙,取刚开始运动时乙车的速度方向为正方向,由动量守恒定律得 m乙v乙m甲v甲m乙v乙 解得v乙2 m/s.,答案 2 m/s,变式3 (多选)如图4所示是两组短道速滑选手在接力瞬间的照片,在短道速滑接力时,后面队员把前面队员用力推出(推出过程中可忽略运动员受到的冰面水平方向的作用力),以下说法正确的是 A.接力过程中前面队员动能增加量等于后面队员 动能减少量 B.接力过程中前面队员受到的冲量和后面队员受 到
12、的冲量大小相等,方向相反 C.接力过程中前后两名队员总动量增加 D.接力过程中前后两名队员总动量不变,图4,解析 由题图乙可知,A、B最终以共同速度v1匀速运动,可以确定物体A相对小车B的位移,不能确定小车上表面长度,A错误; 以v0的方向为正方向,由动量守恒定律得mAv0(mAmB)v1,可解得物体A与小车B的质量之比,D正确,B、C错误.,变式4 如图5甲所示,光滑平台上物体A以初速度v0滑到静止于水平地面且上表面粗糙的水平小车上,车与水平面间的动摩擦因数不计,图乙为物体A与小车B的vt图象,由图乙中各物理量可求得 A.小车上表面的长度 B.物体A的质量 C.小车B的质量 D.物体A与小车
13、B的质量之比,答案,图5,变式5 一质量为M的航天器远离太阳和行星,正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,气体向后喷出的速度大小为v1,加速后航天器的速度大小v2等于(v0、v1、v2均为相对同一参考系的速度),答案,解析 设v0的方向为正方向,根据题意,由动量守恒定律有Mv0mv1(Mm)v2,1.碰撞遵循的三条原则 (1)动量守恒定律 (2)机械能不增加,命题点三 碰撞问题,(3)速度要合理 同向碰撞:碰撞前,后面的物体速度大;碰撞后,前面的物体速度大(或相等). 相向碰撞:碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变.,2.弹性碰撞讨论 (1
14、)满足动量守恒和机械能守恒,(2)“一动碰一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足:,当两物体质量相等时,两物体碰撞后交换速度. (3)含有弹簧的系统的动量守恒问题,从本质上看,属于一种时间较长的弹性碰撞.在作用的过程中,当弹簧被压缩至最短或拉伸至最长时,系统内各个物体具有共同的速度,而此时弹簧的弹性势能最大.,例3 如图6所示,一个质量为M50 kg的运动员和质量为m10 kg的木箱静止在光滑水平面上,从某时刻开始,运动员以v03 m/s的速度向墙的方向推出箱子,箱子与右侧墙壁发生完全弹性碰撞后返回.当运动员接到箱子后,再次重复上述过程,每次运动员均以v03 m/s的速度向墙的方向推出箱
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