（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第13章 第1讲 动量定理 动量守恒定律.doc

第1讲动量定理动量守恒定律知识一冲量和动量定理1．冲量(1)定义：力F与力的作用时间t的乘积．(2)定义式：I＝Ft.(3)单位：N·s(4)方向：恒力作用时与力的方向相同．(5)物理意义：是一个过程量表示力在时间上积累的作用效果．2．动量定理(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体的动量变化．(2)表达式：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ft＝mv2－mv1I＝Δp))知识二动量和动量守恒定律1．动量(1)定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量通常用p来表示．(2)表达式：p＝mv.(3)单位：kg·m/s.(4)标矢性：动量是矢量其方向和速度方向相同．2．动量守恒定律(1)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这就是动量守恒定律．(2)表达式m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2即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．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合力为零．(2)近似守恒：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力．知识三碰撞、反冲和爆炸问题1．弹性碰撞和非弹性碰撞动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非完全弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大2.反冲现象在某些情况下原来系统内物体具有相同的速度发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开．这类问题相互作用的过程中系统的动能增大且常伴有其他形式能向动能的转化．3．爆炸问题爆炸与碰撞类似物体间的相互作用力很大且远大于系统所受的外力所以系统动量守恒爆炸过程中位移很小可忽略不计作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动．考点一对动量定理的理解及应用一、适用范围适用于恒力作用也适用于变力作用适用于直线运动也适用于曲线运动适用于受持续的冲量作用也适用于受间断的多个冲量的作用．二、解释现象一类是物体的动量变化一定此时力的作用时间越短力就越大；时间越长力就越小．另一类是作用力一定此时力的作用时间越长动量变化越大；力的作用时间越短动量变化越小．三、解题的基本思路1．确定研究对象：一般为单个物体或由多个物体组成的系统.2．对物体进行受力分析．可以先求每个力的冲量再求各力冲量的矢量和；或先求合力再求其冲量．3．抓住过程的初末状态选好正方向确定各动量和冲量的正负号．4．根据动量定理列方程代入数据求解．排球运动是一项同学们喜欢的体育运动．为了了解排球的某些性能某同学让排球从距地面高h1＝1.8m处自由落下测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为t＝1.3s第一次反弹的高度为h2＝1.25m．已知排球的质量为m＝0.4kgg取10m/s2不计空气阻力．求：(1)排球与地面的作用时间；(2)排球对地面的平均作用力的大小．【解析】(1)排球第一次落到地面的时间为t1第一次反弹到最高点的时间为t2由h1＝eq\f(12)gteq\o\al(21)h2＝eq\f(12)gteq\o\al(22)得t1＝0.6st2＝0.5s所以排球与地面的作用时间Δt＝t－t1－t2＝0.2s.(2)方法一：设排球第一次落地的速度大小为v1第一次反弹离开地面时的速度大小为v2则有：v1＝gt1＝6m/sv2＝gt2＝5m/s设地面对排球的平均作用力的大小为F以排球为研究对象取向上为正方向则在排球与地面的作用过程中由动量定理得：(F－mg)Δt＝mv2－m(－v1)解得：F＝eq\f(mv2＋v1Δt)＋mg代入数据得：F＝26N根据牛顿第三定律得：排球对地面的平均作用力为26N.方法二：全过程应用动量定理取竖直向上为正方向从开始下落到第一次反弹到最高点的过程用动量定理得F(t－t1－t2)－mgt＝0解得：F＝eq\f(mgtt－t1－t2)＝26N再由牛顿第三定律得排球对地面的平均作用力的大小为26N.【答案】(1)0.2s(2)26N考点二动量守恒定律的理解与应用一、动量守恒定律的“五性”1．矢量性：速度、动量均是矢量因此列式时要规定正方向．2．相对性：动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性参考系．3．系统性：动量守恒是针对满足守恒条件的系统而言的系统改变动量不一定满足守恒．4．同时性：动量守恒定律方程等号左侧表示的是作用前同一时刻的总动量右侧则表示作用后同一时刻的总动量．5．普适性：动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统．二、动量守恒定律的不同表达形式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＋m2m2＝m1v1′＋m2v2′相互作用的两个物体组成的系统作用前的