kl800.com省心范文网

高中物理知识点总结:动量守恒定律


一. 教学内容: 第十六章 动量守恒定律 1. 实验:探究碰撞中的不变量 2. 动量守恒定律(一) 3. 动量守恒定律(二)

二. 知识要点: 1. 理解碰撞过程中动量守恒的探究过程。 2. 理解动量守恒定律的理论推导过程,理解动量守恒的意义,记住动量守恒定 律的三种表达式,会应用动量守恒解相关问题。

三. 重难点解析: 1. 碰撞中守恒量的探究 实验的基本思路 我们只研究最简单的情况?D?D 两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同 一直线运动。这种碰撞叫做一维碰撞。 与物体运动有关的物理量可能有哪些呢?在一维碰撞的情况下只有物体的质量和 物体的速度。 设两个物体的质量分别为 m2, 碰撞前的速度分别为 v1、 v v 。如果速度与我们设定的方向一致,取正值,否则取负值。

现在的问题是,碰撞前后哪个物理量可能是不变的?质量是不变的,但质量并不 描述物体的运动状态,不是我们追寻的“不变量”。速度在碰撞前后是变化的, 但一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?如果不是,那么,两个物体 各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量?也就是说,关系式 v1 v2=v m2 是否成立?

或者,各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量?也就是说,关系 式v m2 =v m2 是否成立?

也许,两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变?也就是说, 关系式

= 也许……

是否成立?

碰撞可能有很多情形。例如,两个质量相同的物体相碰撞,两个质量相差悬殊的 物体相碰撞,两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞,一个运动物体与一个 静止物体相碰撞……两个物体的质地不同,碰撞的情形也不一样。例如两个物体 碰撞时可能碰后分开, 也可能粘在一起不再分开…我们寻找的不变量必须在各种 碰撞的情况下都不改变,这样才符合要求。 需要考虑的问题

实验中首要的问题是如何保证碰撞是一维的, 即如何保证两个物体在碰撞之前沿 同一直线运动,碰撞之后还沿同一直线运动。此外,还要考虑怎样测量物体的质 量、怎样测量两个物体在碰撞前后的速度。 质量可以用天平测量, 本实验要解决的主要问题是怎样保证物体沿同一直线运动 和怎样测量物体的速度。 关于实验数据的处理,下面的表格可供参考。填表时要注意: 如果小球碰撞后运动的速度与原来的方向相反,应该怎样记录?

对于每一种碰撞的情况都要填写一个类似的表格,举例来说,如果每个表格中第 一行第二列和第三列的求和的值都相等,那么 变量。 结论:两个物体碰撞时质量与速度的乘积保持不变。 把质量与速度的乘积叫做动量,上述结论又可以叙述为,物体发生碰撞时总动 量不变。2. 动量守恒定律 我们用牛顿运动定律分析两个小球的碰撞。可以看到,所得结论与动量守恒定律 的结论相同。 如图所示,在水平桌面上做匀速运动的两个小球,质量分别是 m1 和 m2,沿着同 一直线向相同的方向运动,速度分别是 v1 和 v2,且 v2>v1。当第二个小球追上 第一个小球时两球碰撞。碰撞后的速度分别是 v 。碰撞过程中第一个球所 受另一个球对它的作用力是 F1,第二个球所受另一个球对它的作用力是 F2。 很可能就是我们寻找的不

根据牛顿第三定律,F1 与 F1=一 m1m2a1= 把加速度的表达式代入 a1=一 a2,移项后得到



v1 v2=v

m2

(1)

它的物理意义是:两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和。这个结果与动 量守恒定律是一致的。 从上面的分析还可以看出,两个物体碰撞过程中的每个时刻都有 F1=一 F2,因此 上面(1)式对过程中的任意两时刻的状态都适用,也就是说,系统的动量在整 个过程中一直保持不变。因此,我们才说这个过程中动量是守恒的。 动量守恒定律的普适性 既然许多问题可以通过牛顿运动定律解决,为什么还要研究动量守恒定律? 从上面的例子可以看到, 用牛顿定律解决问题要涉及整个过程中的力。 有的时候, 力的形式很复杂,甚至是变化的,解起来很复杂,甚至不能求解。但是动量守恒 定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关。这样,问题往往能大大 简化。 除此之外,两者还有更深刻的差别。近代物理的研究对象已经扩展到我们直接经 验所不熟悉的高速(接近光速)、微观(小到分子、原子的尺度)领域。实验事 实证明,在这些领域,牛顿运动定律不再适用,而动量守恒定律仍然正确。 电磁场是现代物理学的重要研究对象,在下一章我们会看到,电磁场的运动,即 电磁波,也具有动量,它与粒子的相互作用也遵守动量守恒定律。 动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领 域。随着学习的深入,同学们对此将有更深刻的体会。 3. 正确理解动量守恒定律 ① 动量守恒有条件:系统不受外力或合外力为零是系统动量守恒的条件。对速 度大小,质量大小都没有限制。 若外力远小于内力,且作用时间很短,可以认为系统动量守恒。

若在某一方向上,系统不受外力或合外力为零,在这一方向上动量守恒。 ② 守恒方程中速度 v 以地面为参考系叫参考系同一性 ③ 状态的同时性 动量是一个状态量,只有瞬时意义。动量守恒是指系统任一时刻总动量不变。注 意系统总动量不变不等于每个物体动量不变。 ④ 动量守恒方程的矢量性。 动量是矢量,系统总动量也是矢量,动量守恒是指系统总动量的矢量不变。 列方程应按矢量的方向列方程, 若选定正方向注意每个物体速度方向动量为正或 为负。 (4)运用动量守恒定律解题步骤: ① 明确研究对象,一般选相互作用的物体系统为研究对象。 ② 分析系统受外力和系统内力情况,判断是否动量守恒。 ③ 选定正方向,确定作用前后两状态系统总动量。 ④ 在同一地面参考系列动量守恒方程求解。

【典型例题

[例 1] 水平面上质量

的车以速度

的速度滑行,

一人质量 的人以水平速度 迎面跳上车, 当人与车 不再有相对运动时, 车速是多少?方向是什么方向? (设地面对车的摩擦可不计)

解析:人跳上车时,人与车有相互作用,取人车作为系统,系统水平方向不受外 力,水平方向动量守恒。取车的初速度方向为正。

人跳上车前,即将落到车上时刻为初态

总动量为

人与车等速时为末态,初速度 v,总动量 由动量守恒得

最终车以

与原来相反方向运动。

[例 2] 光滑水平面上质量 度滑行,前面有另一木箱 B, 行,若两木箱相撞后,A 的速度减小为

的木箱 A 以速度 ,以速度 ,B 的速度多大?

的速 相向滑

解析:系统 AB 受合外力为零动量守恒,水平方向原来 A 的速度为正,由动量守 恒列方程,设 B 的速度为

碰后 B 的方向与碰前方向相反。 [例 3] 平静的湖面上浮着一只长 L=6kg 的船,船头上站着一质量为 kg 的人, 开始时,人和船均处于静止。若船行进时阻力很小,问当人从船头走到船尾时, 船将行进多远?

解析:以人和船组成的系统为研究对象。因船行进时阻力很小,船及人所受重力 与水对船的浮力平衡,可以认为人在船上行走时系统动量守恒,开始时人和船都 停止,系统总动量为零;当人在船上走动时,无论人的速度如何,系统的总动量 都保持为零不变。 取人运动方向为正方向,设人对岸的速度为 v 相反,由动量守恒定律有

0=v+(一









由图中几何关系可知 sm SM =







同方法一,可求得 sM=0.5 A、mB=2mA,规定向右为正方向,B 两球的动量均为 6 kg?m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后 A 球的动量增量为一 4m/s。则( ) A. 左方是 A、A 球,碰撞后 B 两球速度大小之比为 1:10 C. 右方是 A、A 球,碰撞后 B 两球速度大小之比为 1:10

7. 下图所示,轻弹簧与木块连接另一端固定在竖直的墙壁上,木块 B 放于光滑 水平面上,弹簧处原长状态,一颗子弹 A 以水平速度射入木块内(此过程时间非 常短),将弹簧压缩到最短,将子弹、木块、弹簧作为系统,则此系统在从子弹 接触木块开始到弹簧被压缩至最短的过程中( ) A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量不守恒,机械能不守恒 C. 动量守恒,机械能不守恒 D. 动量不守恒,机械能守恒

【试题答案】 1.(1)2 倍;4 倍 (2)动量改变 12kg?m/s,向西;动能变化量为 0 (3)6kg?m/s 向西;33J 2. 3:4 3. 7.4m/s,与原方向相同 4. 88.2m/s;83.3m/s 5. A 6. A 7. B


赞助商链接

高考物理知识点之动量守恒定律

高考物理知识点动量守恒定律 - 高考物理知识点动量守恒定律 考试要点 基本概念 一、动量和冲量 1.动量 按定义,物体的质量和速度的乘积叫做动量:p = mv (1...

高考物理知识点之动量守恒定律

高考物理知识点动量守恒定律 - 高考总复习 仅作参考 高考物理知识点动量守恒定律 考试要点 基本概念 一、动量和冲量 1.动量 按定义,物体的质量和速度的乘积...

高一物理动量守恒定律

二、教学重点:动量守恒定律的推导及其守恒条件的分析 三、教学难点:动量守恒定律...总动量是一样的 ●理论推导总结出动量守恒定律并分析成立条件 【推导】 〖物理...

高中物理动量知识点

故系统总动量 守恒.当系统存在相互作用的内力时,由牛顿第三定律得知相互作用的...高中物理知识点总结:动... 8页 1下载券 2009年高中物理动量和能... 8页...

最新人教版高中物理选修3-5知识点总结

最新人教版高中物理选修3-5知识点总结 - 最新人教版高中物理选修 3-5 知识点总结 一、动量守恒定律 1、 动量守恒定律的条件:系统所受的总冲量为零(不受力、...

...教科版高中物理选修(35)1.2《动量》word学案-物理知识点总结_...

【精选】教科版高中物理选修(35)1.2《动量》word学案-物理知识点总结 - 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 课题: 姓名: 1.1 ...

高中物理选修3-5知识点总结

高中物理选修3-5知识点总结 - 高二(3233)班选修 3-5 总结 一,动量定理的理解与应用 1.容易混淆的几个物理量的区别 (1)动量与冲量的区别: 内容 名称 大小 ...

高中物理选修3-5知识点梳理

高中物理选修3-5知识点梳理 - 高中物理选修 3-5 知识点梳理 一、动量 动量守恒定律 1、 动量: 可以从两个侧面对动量进行定义或解释: ①物体的质量跟其速度的...

高考物理复习精品知识点——动量

高考物理复习精品知识点——动量 - 高考物理复习精品知识点——动量 五、动量 1.动量和冲量 (1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即 p=mv.是矢量,...

高中物理选修3-5知识点---最全

高中物理选修 3-5 知识点梳理一、动量 动量守恒定律 1、动量:可以从两个侧面对动量进行定义或解释: ①物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。 ②动量是物体...