资源描述
第一节,物体碰撞,第二节,动量,动量守恒定律,1/50,目标导航,预习导引,2/50,目标导航,预习导引,二,三,一,四,一、什么是碰撞,碰撞是两个或两个以上物体在相遇极短时间内产生,非常大,相互作用过程,主要特点是,相互作用时间短,、,作用力改变快,、作用力峰值大等,.,五,3/50,目标导航,二,三,一,四,预习导引,二、正碰和斜碰,物体间碰撞形式各种多样,.,两小球碰撞,作用前后沿同一直线运动,称为,正碰,.,两小球碰撞,作用前后不沿同一直线运动,称为,斜碰,.,五,4/50,目标导航,三,二,一,四,预习导引,三、弹性碰撞和非弹性碰撞,1,.,若两球碰撞后形变能完全恢复,则没有能量损失,碰撞前后两小球组成系统动能,相等,我们称这种碰撞是弹性碰撞,.,2,.,若两球碰撞后它们形变,不能,完全恢复原状,这时将有一部分动能最终会转变为其它形式能,.,碰撞前后系统动能,不再相等,我们称这种碰撞是非弹性碰撞,.,五,5/50,目标导航,三,二,一,四,预习导引,如图所表示,光滑水平面上并排静止着小球,2,、,3,、,4,小球,1,以速度,v,0,射来,已知四个小球完全相同,小球间发生弹性碰撞,则碰撞后各小球运动情况怎样,?,答案,:,小球,1,与小球,2,碰撞交换速度,小球,2,与小球,3,碰撞交换速度、小球,3,与小球,4,碰撞交换速度,最终小球,1,、,2,、,3,静止,小球,4,以速度,v,0,运动,.,五,6/50,目标导航,四,三,一,二,预习导引,四、冲量和动量,物理学中,物体受到力与力作用时间乘积叫做力,冲量,而运动物体质量和它速度乘积叫做物体,动量,.,动量是一个矢量,用符号,p,表示,.,它方向和,速度,方向相同,.,在国际单位制中,动量单位是,千克米每秒,符号是,kgms,-1,.,物体所受协力冲量等于物体动量改变量,其表示式为,F,t=mv-mv,这个关系叫动量定理,.,五,7/50,目标导航,四,三,一,二,预习导引,答案,:,由牛顿第二定律知,质量是惯性大小量度,质量大物体运动状态难以改变,质量小物体运动状态轻易改变,所以,小孩被碰倒,这也说明了决定物体状态原因应是质量和速度,.,这么,我们把质量和速度组合在一起引入一个新物理量,动量,.,五,8/50,目标导航,五,三,一,二,预习导引,四,五、动量守恒定律,准确试验表明,:,物体在碰撞时,假如系统所受到,合外力为零,则系统总动量保持不变,这就是动量守恒定律,.,设两个质量分别为,m,1,和,m,2,物体组成系统,碰撞前后速度分别由,v,1,、,v,2,变为,v,1,、,v,2,则一维运动动量守恒定律能够表示为,m,1,v,1,+m,2,v,2,=m,1,v,1,+m,2,v,2,动量守恒定律并不限于两个物体间相互作用,一个系统里能够包含任意数目标物体,只要整个系统受到,合外力,等于零,系统,总动量,就守恒,.,9/50,目标导航,五,三,一,二,预习导引,四,在光滑水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车左端,如图所表示,在连续敲打下,这辆车能连续地向右运动吗,?,答案,:,不能,当锤头打下去时,锤头向右运动,系统总动量要为零,车就向左运动,;,举起锤头时,锤头向左运动,车就向右运动,用锤头连续敲击时,车只是左右摆动,一旦锤头不动,车就会停下来,所以车不能连续向右运动,.,10/50,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,一、动量与动能,1,.,通常所说物体动量是指物体在某一时刻动量,求动量时应明确物体某一时刻瞬时速度,.,2,.,动量表示式,p=mv,是矢量表示式,动量方向与物体瞬时速度方向相同,.,计算动量时,假如物体在一条直线上运动,则选定一个正方向后,动量矢量运算就能够转化为代数运算了,.,3,.,选取不一样参考系,同一物体速度可能不一样,物体动量也就不一样,即动量含有相对性,通常在不说明参考系情况下,物体动量是指相对地面动量,.,4,.,设物体初动量,p=mv,末动量,p=mv,则物体动量改变,p=p-p=mv-mv.,因为动量是矢量,所以,上式普通意义上是矢量式,.,当初、末动量在同一直线上时,可经过正方向选定,使动量改变计算简化为带正、负号代数运算,.,思索探究,三,四,11/50,在必修,2,中我们学过,“,动能,”,概念,我们知道动能也是描述运动物体状态量,.,(1),它和动量有什么区分和联络,?(2),动量大物体动能一定大吗,?(3),质量和速度大小相同两个物体动能相同,它们动量也一定相同吗,?,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,12/50,答案,:(1),动量与动能比较,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,13/50,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,14/50,【例,1,】,(,多项选择,),关于动量概念,以下说法中正确是,(,),A.,动量大物体惯性一定大,B.,动量大物体运动一定快,C.,动量相同物体运动方向一定相同,D.,动量相同物体速度小惯性大,解析,:,物体动量是由速度和质量两个原因决定,动量大物体质量不一定大,惯性也不一定大,;,一样,动量大速度也不一定大,但因为动量是矢量,动量相同说明动量大小相等、方向相同,所以此时物体速度方向一定相同,即运动方向相同,.,此时,速度小物体质量必定大,所以惯性也大,.,答案,:CD,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,15/50,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,16/50,1,.,关于物体动量,以下说法中正确是,(,),A.,运动物体在任一时刻动量方向,一定是该时刻速度方向,B.,物体加速度不变,其动量一定不变,C.,动量越大物体,其速度一定越大,D.,物体动量越大,其惯性也越大,答案,:A,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,17/50,解析,:,动量含有瞬时性,任一时刻物体动量方向,即为该时刻速度方向,选项,A,正确,.,加速度不变,则物体速度改变率恒定,物体速度均匀改变,故其动量也均匀改变,选项,B,错误,.,物体动量大小由物体质量及速度大小共同决定,不是由物体速度唯一决定,故物体动量大,其速度不一定大,选项,C,错误,.,惯性由物体质量决定,物体动量越大,其质量并不一定越大,惯性也不一定越大,故选项,D,错误,.,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,18/50,2,.,质量为,m=,2 kg,物体,从空中水平匀速飞行飞行物上自由落下,已知飞行物速度为,v,0,=,3 m/s,求物体离开飞行物后,0,.,4 s,末动量,不计空气阻力,g,取,10 m/s,2,.,答案,:10 kgm/s,方向与水平方向成,53,角,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,19/50,二、冲量,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,20/50,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,二,一,三,四,21/50,为了参加这项比赛,有一位同学做了如图所表示试验,.,让鸡蛋从约,1,.,5 m,高处自由落下,分别落在海绵垫上和塑料盘上,.,(1),你会看到什么现象,?,(2),怎样定性地解释此现象,?,答案,:(1),落到海绵垫上鸡蛋完好,而落到塑料盘上鸡蛋破碎,.,(2),在动量改变一定情况下,假如需要增大作用力,必须缩短作用时间,;,在动量改变一定情况下,假如需要减小作用力,必须延长作用时间,缓冲作用,.,迁移应用,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,22/50,【例,2,】,放在水平面上质量为,m,物体,在时间,t,内,用一水平力,F,推它,但物体一直没有移动,则这段时间内,F,对物体冲量为,(,),A.0,B.,Ft,C.,mgt,D.,无法判断,解析,:,对于冲量了解要与做功区分开,当有力作用在物体上时,经过一段时间累计,该力对物体就有冲量,不论物体是否发生了位移,即冲量大小只与力和时间相关,与位移是没相关系,.,本题中力,F,对物体有了冲量但物体却没有位移原因是摩擦力对物体也有冲量,这两个冲量大小相等,方向相反,合冲量为零,.,答案,:,B,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,二,一,三,四,23/50,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,24/50,答案,:,50 Ns,-,50 Ns,0,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,二,一,三,四,25/50,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,26/50,三、动量定理及应用,1,.,因为动量是矢量,动量改变量也是矢量,所以求动量改变量时要应用平行四边形定则,.,若初、末动量在同一直线上,则可将矢量运算转化为代数运算,但此时要先选取正方向,而且一定要注意初、末动量正负号,.,动量改变包含三种情况,:,动量大小改变,动量方向改变,动量大小、方向都发生改变,.,2,.,动量定理不但适合用于恒力,也适合用于变力,其研究对象能够是单个物体,也能够是可视为单个物体系统,.,动量定理主要有以下应用,:,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,27/50,(1),应用,F,t=,p,分析物理现象,若,p,一定,t,越小,力,F,就越大,.,即在动量改变一定情况下,经过减小作用时间,能够增大作用力,.,反之,要想减小作用力,能够经过延长作用时间来实现,如我们从高处跳到低处时屈腿,跳高时运动员落到海绵垫子上等现象中都经过延长作用时间来减小作用力,.,F,一定,力作用时间越长,动量改变越大,;,力作用时间越短,动量改变越小,.,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,28/50,(2),应用动量定理可进行定量计算,据动量定理,I=,p,或,F,t=mv-mv,可知,:,a.,若已知,I,可求,p.,b.,若已知,p,可求,I.,c.,若已知,p,及作用时间,t,可求平均作用力,F.,应用动量定了解题普通步骤,:,a.,确定研究对象,;,b.,对研究对象进行正确受力分析,确定合外力及作用时间,;,c.,找出物体初、末状态并确定对应动量,;,d.,选取正方向,确定每个动量符号,;,e.,依据动量定理列方程求解,.,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,29/50,怎样正确区分动量和动量改变量,?,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,二,一,三,四,30/50,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,二,一,三,四,31/50,答案,:(1)0,.,32,(2)130 N,(3)9 J,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,32/50,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,33/50,1,.,(,多项选择,),物体在恒定外力,F,作用下运动,则以下说法正确是,(,),A.,物体所受冲量大小与时间成正比,B.,物体动量改变率恒定,C.,物体动量改变恒定,D.,物体动量改变与时间成正比,答案,：,ABD,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,二,一,三,四,34/50,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,35/50,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,36/50,四、动量守恒定律了解及应用,1,.,动量守恒定律惯用表示式,(1),p=p,(,系统作用前总动量,p,等于系统作用后总动量,p,);,(2),p,1,=-,p,2,(,相互作用两个物体组成系统,一个物体动量改变量与另一个物体动量改变量大小相等、方向相反,);,(3),p=,0(,系统总动量增量为,0);,(4),m,1,v,1,+m,2,v,2,=m,1,v,1,+m,2,v,2,(,相互作用两个物体组成系统,作用前总动量等于作用后总动量,),.,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,37/50,2,.,应用动量守恒定律解题基本步骤,(1),分析题意,合理地选取研究对象,明确系统是由哪几个物体组成,.,(2),分析系统受力情况,分清内力和外力,判断系统动量是否守恒,.,(3),确定所研究作用过程,.,选取过程应包含系统已知状态和未知状态,通常为初态到末态过程,这么才能列出对解题有用方程,.,(4),对于物体在相互作用前后运动方向都在一条直线上问题,设定正方向,各物体动量方向能够用正、负号表示,.,(5),建立动量守恒方程,代入已知量求解,.,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,38/50,怎样了解动量守恒定律,“,五性,”?,答案,:1,.,矢量性是指定律表示式是一个矢量式,.,(1),该式说明系统总动量在任意两个时刻不但大小相等,而且方向也相同,.,(2),在求系统总动量,p=p,1,+p,2,+,时,要按矢量运算法则计算,.,2,.,相对性是指动量守恒定律中,系统中各物体在相互作用前后动量,必须相对于同一惯性系,各物体速度通常均为对地速度,.,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,39/50,3,.,条件性是指动量守恒是有条件,应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件,.,(1),系统不受外力或所受外力矢量和为零,系统动量守恒,.,(2),系统受外力,但在某一方向上合外力为零,则系统在这一方向上动量守恒,.,4,.,同时性是指动量守恒定律中,p,1,、,p,2,必须是系统,中各物体在相互作用前同一时刻动量,p,1,、,p,2,必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻动量,.,5,.,普适性是指动量守恒定律不但适合用于两个物体组成系统,也适合用于多个物体组成系统,.,不但适合用于宏观物体组成系统,也适合用于微观粒子组成系统,.,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,40/50,答案,:D,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,41/50,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,42/50,知识精要,迁移应用,典题例解,二,一,思索探究,三,四,43/50,答案,：,C,二,一,三,四,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,44/50,知识链接,案例探究,类题试解,包含两个及两个以上物理过程动量守恒问题,应依据详细情况来划分过程,在每个过程中合理选取研究对象,要注意两个过程之间衔接条件,如问题不包括或不需要知道两个过程之间中间状态,应优先考虑取,“,大过程,”,求解,.,(1),对于由多个物体组成系统,在不一样过程中往往需要选取不一样物体组成不一样系统,.,(2),要善于寻找物理过程之间相互联络,即衔接条件,.,45/50,思绪分析,:,研究对象是什么,系统动量是否守恒,研究过程是哪个,列式、,求解,知识链接,案例探究,类题试解,46/50,解析,:,子弹射穿,A,过程极短,所以在射穿过程中车对,A,摩擦力及子弹重力作用可忽略,即认为子弹和,A,组成系统水平方向动量守恒,;,同时,因为作用时间极短,可认为,A,位置没有发生改变,.,设子弹射穿,A,后速度为,v,由动量守恒定律,m,B,v,0,=m,B,v+m,A,v,A,A,取得速度,v,A,后相对车滑动,因为,A,与车间有摩擦,最终,A,相对车静止,以共同速度,v,运动,对于,A,与车组成系统,水平方向动量守恒,所以有,m,A,v,A,=,(,m,A,+m,),v,答案,:2,.,5 m/s,知识链接,案例探究,类题试解,47/50,知识链接,案例探究,类题试解,48/50,答案,:(1)2,.,1 m/s,(2)4 m/s,知识链接,案例探究,类题试解,如图所表示,在光滑水平面上有两个并排放置木块,A,、,B,已知,m,A,=,0,.,5 kg,m,B,=,0,.,3 kg,.,现有质量,m,0,=,0,.,08 kg,小物块,C,以初速,v,0,=,25 m/s,在,A,表面沿水平方向向右滑动,因为,C,与,A,、,B,间都有摩擦,C,最终停在,B,上,B,、,C,最终共同速度,v=,2,.,5 m/s,.,求,:,(1),A,木块最终速度大小,;,(2),C,物块滑离,A,木块瞬时速度大小,.,49/50,解析,：小物块,C,沿木块,A,表面滑动时,A,对,C,摩擦力使,C,做减速运动,使,A,、,B,共同做加速运动,;,C,滑上,B,后,C,继续做减速运动,B,继续加速,A,匀速运动,A,、,B,开始分离,直至,C,、,B,到达共同速度,然后,C,、,B,一起做匀速运动,.,在上述过程中,A,、,B,、,C,组成系统所受合外力为零,系统动量守恒,.,(1),设木块,A,最终速度为,v,1,C,滑离,A,时速度为,v,2,由动量守恒定律,对,A,、,B,、,C,有,m,0,v,0,=m,A,v,1,+,(,m,B,+m,0,),v,解得,v,1,=,2,.,1,m/s,.,(2),当,C,滑离,A,后,对,B,、,C,有,m,0,v,2,+m,B,v,1,=,(,m,B,+m,0,),v,或对,A,、,B,、,C,有,m,0,v,0,=,(,m,A,+m,B,),v,1,+m,0,v,2,解得,v,2,=,4,m/s.,知识链接,案例探究,类题试解,50/50,
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