2011届高考物理第一轮复习课件：动量守恒定律

动量守恒定律一、动量1.定义:运动物体的质量和的乘积叫做物体的动量,通常用p来表示.2.表达式:p=.3.单位：kg·m/s.4.标矢性：动量是矢量,其方向和方向相同.速度mv速度第十四章动量守恒定律考点自清二、动量守恒定律1.内容:如果一个系统，或时,这个系统的总动量就保持不变,这就是动量守恒定律.2.表达式(1)p′=p,系统相互作用前总动量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,作用前的动量和等于作用后的动量和.(3)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向.(4)Δp=0,系统总动量的增量为零.不受外力所受合外力的矢量和为零3.动量守恒定律的适用条件（1）不受外力或外力的合力为零.不是系统内每个物体所受的合外力为零,更不能认为系统处于平衡状态.（2）近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力.（3）如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则在这一方向上动量守恒.热点一、动量、动能、动量变化量的比较热点聚焦项目动量动能动量的变化量定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差定义式p=mvEk=mv2Δp=p′-p矢标性矢量标量矢量特点状态量状态量过程量关联方程名称21vEpmEpkk22pvEmpE212k2kmvvmp特别提示1.当物体的速度大小不变,方向变化时,动量一定改变,动能却不变,如匀速圆周运动.2.在谈及动量时,必须明确是物体在哪个时刻或哪个状态所具有的动量.3.物体动量的变化率等于它所受的力,这是牛顿第二定律的另一种表达形式.tp热点二、应用动量守恒定律解题时要注意“四性”1.矢量性:对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题,应选取统一的正方向,凡是与选取正方向相同的动量为正,相反为负.若方向未知,可设为与正方向相同列动量守恒方程,通过解得结果的正负判定未知量的方向.2.同时性:动量是一个瞬时量,动量守恒指的是系统任一瞬时的动量守恒,列方程m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′时,等号左侧是作用前(或某一时刻)各物体的动量和,等号右侧的是作用后(或另一时刻)各物体的动量和,不同时刻的动量不能相加.3.相对性:由于动量大小与参考系的选取有关,因此应用动量守恒定律时,应注意各物体的速度必须是相对于地面的速度.4.普适性:它不仅适用于两个物体所组成的系统；也适用于多个物体组成的系统,不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统.题型1动量大小的计算及方向的判断【例1】一个物体的质量为2kg,此物体竖直落下,以10m/s的速度碰到水泥地面上,随后又以8m/s的速度被反弹起.若取竖直向上为正方向,则小球与地面相碰前的动量为,相碰后的动量为,小球的动量的增量为.解析取竖直向上为正方向,小球碰前是竖直向下运动的,动量p0=-mv0=-2×10kg·m/s=-20kg·m/s;碰后的速度是竖直向上的,动量p1=mv1=2×8kg·m/s=16kg·m/s量的增量Δp=p1-p0=16kg·m/s=-(-20)kg·m/s=36kg·m/s.答案-20kg·m/s16kg·m/s36kg·m/s题型探究变式练习1质量为0.5kg的足球被运动员以20m/s的速度踢出,要使质量为10g、在空中飞行的子弹与足球的动量大小相等,子弹的速率应为.解析由于动量大小相等,则m1v1=m2v2,∴m2v2=m1v1=m/s=1000m/s1020500211mvm1000m/s变式练习2一个质量为m=2kg的物体从足够高处做自由落体运动,则它在1s末与2s末的动量分别为多少?方向如何?(g=10m/s2)解析由v=gt得:v1=10×1m/s=10m/s,p1=mv1=2×10kg·m/s,方向竖直向下;v2=10×2m/s=20m/s,p2=mv2=2×20kg·m/s=40kg·m/s,方向竖直向下.答案20kg·m/s,方向竖直向下40kg·m/s,方向竖直向下题型2动量变化大小的计算及方向的判断【例2】质量为8g的玻璃球,以6m/s的速度向左运动,碰到一个物体后被弹回,以5m/s的速度沿同一条直线向右运动,玻璃球的动量变化的大小为多少?方向如何?解析取玻璃球被弹回后的速度方向为正方向,碰前的动量为p0,碰后的动量为pt,则p0=mv0=8×10-3×(-6)kg·m/s=-4.8×10-2kg·m/s,pt=mvt=8×10-3×5kg·m/s=4×10-2kg·m/s,Δp=pt-p0=4×10-2kg·m/s-(-4.8×10-2)kg·m/s=8.8×10-2kg·m/s,方向与玻璃球被弹回后的速度方向相同.答案8.8×10-2方向与玻璃球被弹回后的速度方向相同变式练习3在恒力作用下,质量为4kg的物体,初速度大小为20m/s,加速度大小为5.0m/s2,方向与初速度方向相反,第2s末该物体的动量为kg·m/s,第5s末该物体的动量为kg·m/s,第2s末到第5s末这段时间内物体的动量变化是kg·m/s.(以初速度方向为正方向)解析由p=mv,v=v0+at,得p=m(v0+at),所以p2=(v0+a·2)=4(20-5×2)kg·m/s=40kg·m/s,p5=4(20-5×5)kg·m/s=-20kg·m/s,Δp=p5-p2=-60kg·m/s.-6040-20题型3动量守恒定律守恒条件的判定【例3】下列情形中,满足动量守恒条件的是()A．铁锤打击放在铁砧上的铁块,打击过程中,铁B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中,C.子弹水平穿过墙壁的过程中,子弹和墙壁的总D.棒击垒球的过程中,棒和垒球的总动量解析由于A项中竖直方向合力不为零;C项中墙壁受地面的作用;D项中球棒受人手的作用,所以合力均不为零,不满足动量守恒的条件.B变式练习４把一支枪水平地固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射出子弹时,关于枪、子弹和车的下列说法中正确的是()AB.C.若不计子弹和枪筒之间的摩擦,枪、车和子弹组D.枪、子弹和车组成的系统动量守恒D1.关于动量变化Δp,下列说法正确的是()A.Δp越大,B.Δp0,C.Δp=0,D.Δp≠0,则物体的动量大小发生变化解析动量是矢量,当动量的方向发生变化时Δp也不为零,D选项只强调大小的变化,所以D错.BC素能提升2.竖直向上抛出一个物体,若不计阻力,取竖直向上为正,则该物体动量随时间变化的图象是下图中的()解析p=mv=m(v0-gt),即p是t的一次函数,C对.C3.下列说法中正确的是()A.动能变化的物体,B.动能不变的物体,C.动量变化的物体,D.动量不变的物体,动能一定不变解析动量是矢量,p=mv,动能是标量,Ek=mv2.所以动能变化,则动量的大小一定变化,所以A正确;当动量的大小不变化,只方向变化时,物体的动能不变,所以B,C错误;动量不变的物体的速度一定不变化,则动能一定不变,所以D正确.AD214.在光滑的水平面上,A、B两辆小车中间有一根弹簧,如图1所示,用左右手分别抓住A、B两小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态.将两辆小车及弹簧看作一个系统,下列说法中正确的是()A.两手同时放开后,B.先放开左手,再放开右手后,C.先放开左手,再放开右手后,D.无论何时放手,两手放开后,在弹簧恢复原长的过程中,系统的总动量都保持不变,但系统的总动量不一定为零图1解析在两手同时放开后,水平方向无外力作用,只有弹簧的弹力(内力),故动量守恒,即系统的总动量始终为零,A正确;先放开左手,再放开右手后,是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间,系统所受的合外力为零,即动量是守恒的,B错误;先放开左手,系统在右手作用下,产生向左的冲量,故有向左的动量,再放开右手后,系统的动量仍守恒,即此后的总动量向左,C正确;其实,无论何时放开手,只要是两手都放开就满足动量守恒的条件,即系统的总动量保持不变,若同时放开,那么放手后系统的总动量就等于放手前系统的总动量,即为零,若两手先后放开,那么两手都放开后系统的总动量也守恒,但不为零,D正确.答案D5.如图2所示,木块A静置在光滑的水平面上,其曲面部分MN光滑,水平部分NP粗糙,现有一物体B自M点由静止下滑,设NP足够长,则下列说法中正确的是()A.A、B最终以同一速度(不为零)B.A、BC.A先做加速运动,D.A先做加速运动,后做匀速运动解析系统在水平方向上不受外力,所以系统在水平方向上动量守恒.BC图26.一辆平板车静止在光滑的水平面上,车上一个人(原来也静止)用大锤敲打车的左端,在锤的连续敲打下,这辆平板车将()A.左右振动B.C.向右运动D.静止不动解析用锤敲打车的过程中,锤首先向左上方抬起,此过程锤有向左的动量,由于动量守恒,人和车就要向右运动,当锤摆下时,锤有向右的动量,人和车要向左运动,当锤打在车上时,车和锤都停止运动,因而车是左右振动的.A7.一物体做匀速圆周运动,线速度的大小为v,质量为m,求:(1)半个周期内这个物体的动量变化的大小及方向.(2)一个周期内这个物体的动量变化的大小及方向.解析如右图所示,取末动量的方向为正方向.(1)Δp1=mvB-mvA=mv-(-mv)=2mv,方向与末动量的方向相同.(2)Δp2=mv-mv=0答案(1)2mv,方向与末动量的方向相同(2)08.两个小球的质量分别为m1和m2,且m1=2m2,当它们的动能相等时,它们的动量的大小之比为多少?解析动量p=mv,动能Ek=mv2,∴p=.两小球的动能相等,p1=,p2=,∴21k2mEk12Emk22Em1:22221k2k121mmEmEmpp返回答案1:2