江苏版高考物理复习专题七动量守恒定律教学课件

这是一份江苏版高考物理复习专题七动量守恒定律教学课件，共60页。
2.方向:与速度变化量的方向相同。3.计算(1)若初末动量在同一直线上,规定正方向后就可以转化为代数运算,如图1、2所示(规 定向右为正方向)。(2)若初末动量不在同一直线上,用矢量合成来计算,遵循平行四边形定则或三角形定 则,其方向与速度的变化量方向相同,如图3所示。           
三、动能、动量和动量变化量的比较
四、冲量1.定义:力与力的作用时间的乘积叫作这个力的冲量,即I=FΔt。单位为牛秒,符号为N·s。2.特点(1)矢量性:只有在作用时间内力的方向不变时,冲量的方向才和力的方向一致;恒力冲 量的方向与力的方向相同。(2)过程量:冲量是描述力对物体作用时间的累积效应的物理量。(3)绝对性:由于力和时间都跟参考系的选择无关,因此冲量也跟参考系的选择无关。
3.冲量的四种计算方法
例1　如图所示,竖直面内有一个固定圆环,MN是它在竖直方向上的直径。两根光滑滑 轨MP、QN的端点都在圆环上,MP>QN。将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q 点无初速度释放,在它们各自沿MP、QN运动到圆环上的过程中,下列说法正确的是 (　    ) A.两滑块重力的冲量相同B.两滑轨对两滑块弹力的冲量都为0
C.弹力对a滑块的冲量较大D.两滑块各自所受合力的冲量大小相等
  解析    这是“等时圆”的两种情况,即两滑块同时到达滑轨底端。两滑块受到的重力相同,所以重力的冲量相同,A正确。两滑块受到弹力的冲量不为0,B错误。a滑块受 到的弹力较小,弹力对a滑块的冲量较小,C错误。两滑块各自所受的合力F=mg sin θ(θ 为滑轨与水平方向夹角),Fa>Fb,因此a滑块所受合力的冲量较大,D错误。
五、动量定理1.内容:物体在一个过程中所受合力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。2.表达式:I=FΔt=Δp=p'-p。3.意义:合力的冲量是使物体动量发生变化的原因,合力的冲量是物体动量变化的量度。4.标矢性:矢量,动量变化量的方向与合力的方向相同。5.对动量定理的理解(1)在一维情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正方向。
(2)当物体受到变力作用时,动量定理中的力F应理解为t时间内物体受到的平均作用力。(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统。(4)动量定理既适用于恒力,也适用于变力;既适用于一个过程,也适用于全过程;既适用 于合运动,也适用于分运动;既适用于固体,也适用于流体。6.应用动量定理解释生活现象(1)当物体的动量变化量Δp一定时,力的作用时间Δt越短,力F就越大;力的作用时间Δt 越长,力F就越小。(2)当作用力F一定时,力的作用时间Δt越长,动量变化量Δp越大;力的作用时间Δt越短,动量变化量Δp越小。
例2　蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动,有“空中 芭蕾”之称。质量为m的运动员从床垫正上方高h1处自由落下,落垫后反弹的高度为h 2,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)
  解析    设运动员下降h1接触床垫前瞬间的速度大小为v1,离开床垫瞬间的速度大小为v2,由机械能守恒定律得 m =mgh1, m =mgh2。设时间t内,床垫对运动员的平均作用力大小为F,取向上为正方向,由动量定理得(F-mg)t=mv2-(-mv1)以上三式联立可得F= +mg由牛顿第三定律得,运动员对床垫的平均作用力大小F'=F= +mg,方向竖直向下。
  答案     +mg,方向竖直向下延伸思考    (1)床垫对运动员的冲量是多少?(2)如果运动员不是落在床垫上,而是落在水泥地面上,运动员所受的平均作用力表达 式相同吗?实际结果有区别吗?提示    (1)床垫对运动员的冲量I=Ft=m( + )+mgt。(2)运动员所受的平均作用力表达式相同,但因落在水泥地面上时,作用时间t明显减小, 故运动员所受平均冲力明显增大,容易受到伤害。
考点二　动量守恒定律一、动量守恒定律的理解及基本应用1.动量守恒定律的内容如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。2.表达式(1)p=p':系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p'。(2)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2':相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量之和等于作用 后的动量之和。(3)Δp=-Δp':相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。
3.动量守恒定律的适用条件(1)理想守恒:系统不受外力或所受外力的矢量和为0,则系统动量守恒。(2)近似守恒:系统受到的外力的矢量和不为0,但当内力远大于外力时,系统的动量可近 似看成守恒。(3)某一方向上守恒:系统在某个方向上所受外力的矢量和为0时,系统在该方向上动量 守恒。
4.动量守恒定律的五个特性
例3　质量为M的沙车沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动,此时从沙车上方落入一 只质量为m的铁球,如图所示,则铁球落入沙车后 (　    ) A.沙车立即停止运动B.沙车仍做匀速运动,速度等于v0C.沙车仍做匀速运动,速度小于v0
D.沙车仍做匀速运动,速度大于v0
  解析    铁球和沙车组成的系统水平方向不受外力,故水平方向动量守恒,设沙车的初速度方向为正方向,则有Mv0=(m+M)v',解得v'= ,即沙车仍做匀速运动,但速度小于v0。
  答案    C易错警示　因为竖直方向所受外力不为0,整个系统动量并不守恒。
二、碰撞1.碰撞遵循的规律(1)动量守恒:p1+p2=p1'+p2'。(2)动能不增加:Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'。(3)速度要符合实际情况①碰前两物体同向运动,若要发生碰撞,则碰撞前应有v后>v前,碰后原来在前的物体速度 一定增大;若碰后两物体同向运动,则碰撞后应有v前'≥v后'。
②碰前两物体相向运动,碰后两物体至少有一个的运动方向发生改变。2.碰撞的类型(1)弹性碰撞:碰撞结束后,形变全部消失,动能没有损失,不仅动量守恒,而且初、末总动 能相等,即m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2', m1 + m2 = m1v1'2+ m2v2'2,可得v1'= ,v2'= 。特例:若v2=0,即“一动一静”的弹性碰撞,碰后二者速度分别为v1'= v1,v2'= v1。
①若m1=m2,则v1'=0,v2'=v1,碰后二者速度互换。②若m1