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文档之家› 第六章 第2讲 动量守恒定律及其应用
第六章 第2讲 动量守恒定律及其应用
行,且一个物体不可能穿过另一个物体.质量为 m1 的物体碰撞后与碰撞前速度之比
r=vv10的取值范围是(
)
A.11- +kk≤r≤1
B.11- +kk≤r≤1+1 k
C.0≤r≤1+2 k
D.1+1 k≤r≤1+2 k
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10m×2v0-mvmin=11mv2② 为避免两船相撞此时应满足 v1=v2③ 联立①②③式得 vmin=4v0. 答案:4v0
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规律总结 应用动量守恒定律解题时应该首先判断动量是否守恒,这就需要理解好动量守恒的 条件,基本思路如下:
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■判一判 记一记 易错易混 判一判
(1)系统动量不变是指系统的动量大小和方向都不变.( √ ) (2)系统的动量守恒时,机械能也一定守恒.( × ) (3)动量守恒定律表达式 m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′是矢量式,应用时一定要规定正 方向,且其中的速度必须相对同一个惯性参考系.( √ ) (4)若在光滑水平面上的两球相向运动,碰后均变为静止,则两球碰前的动量大小一 定相等.( √ )
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[典例1] (2020·湖南长沙雅礼中学模拟)一质量为 m1 的物体以 v0 的初速度与另一质
量为 m2 的静止物体发生碰撞,其中 m2=km1,k<1.碰撞可分为完全弹性碰撞、完全
非弹性碰撞以及非弹性碰撞.碰撞后两物体速度分别为 v1 和 v2.假设碰撞在一维上进
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考点二 动量守恒定律的三个应用实例 师生互动型
实例一 碰撞 1.碰撞现象满足的规律 (1)动量守恒,即 p1+p2=p′1+p′2. (2)动能不增加,即 Ek1+Ek2≥E′k1+E′k2 或2pm211+2pm222≥p2′m121+p2′m222.
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1.[动量守恒的判断] (多选)(2020·天津静海一中调研)下列四幅图所反映的物理过程 中,系统动量守恒的是( )
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3.[多物体系统动量守恒的应用] 如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货 物)分别为 10m、12m,两船沿同一直线同一方向运动,速度分别为 2v0、v0.为避免两 船相撞,乙船上的人将一质量为 m 的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物 接住,求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力)
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3.完全非弹性碰撞的特征 (1)撞后共速. (2)有动能损失,且损失最多,ΔEk=(12m1v21+12m2v22)-(12m1v1′2+12m2v2′2)
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考点一 动量守恒的条件及应用 自主学习型
1.动量守恒的条件 (1)理想守恒:系统不受外力或所受外力的矢量和为零,则系统动量守恒. (2)近似守恒:系统受到的外力矢量和不为零,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矢量和为零时,系统在该方向上动 量守恒.
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(3)速度要合理. ①若碰前两物体同向运动,则应有 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,则应有 v 前′ ≥v 后′ . ②碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变. 2.物体的碰撞是否为弹性碰撞的判断 弹性碰撞是碰撞过程中无机械能损失的碰撞,遵循的规律是动量守恒定律和机械能 守恒定律,确切地说是碰撞前后系统动量守恒,动能不变.另外题目中明确告诉物 体间的碰撞是弹性碰撞或题目中明确告诉是弹性小球或分子(原子等微观粒子)碰撞 的,都是弹性碰撞.
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解析:A 中在光滑的水平面上,子弹与木块组成的系统所受合外力等于零,动量守 恒;B 中剪断细线后,竖直墙壁对左边木块有弹力作用,系统合外力不为零,动量 不守恒;C 中两球在匀速下降时,系统合外力等于零,细线断裂后,系统合外力仍 然等于零,所以系统动量守恒;D 中木块加速下滑时挡板对斜面体有向左的力,则 动量不守恒.所以选项 A、C 正确. 答案:AC
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2.动量守恒定律的“六种”性质
系统性
研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
条件性
首先判断系统是否满足守恒条件
相对性
公式中 v1、v2、v1′、v2′ 必须相对于同一个惯性参考系
同时性 公式中 v1、v2 是在相互作用前同一时刻的速度,v1′、v2′ 是相互作用后同一 时刻的速度
第六章 动量 第2讲 动量守恒定律及其应用
C
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ONTENTS
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一、动量守恒定律
1.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
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2.[动量守恒定律的应用] (2019·高考江苏卷)质量为 M 的小孩站在质量为 m 的滑板
上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦.小孩沿水平方向跃离
滑板,离开滑板时的速度大小为 v,此时滑板的速度大小为( )
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[解析] 若发生弹性碰撞,则由动量守恒:m1v0=m1v1+m2v2;由能量关系:12m1v20= 12m1v21+12m2v22,解得 v1=mm11-+mm22v0,则vv10=11-+kk;若发生完全非弹性碰撞,则由动 量守恒:m1v0=(m1+m2)v,解得 v1=v2=mm1+1vm0 2,则vv10=1+1 k.故11-+kk≤r≤1+1 k,B 正确.
矢量性 应先选取正方向,凡是与选取的正方向一致的动量为正值,相反为负值
普适性
不仅适用低速宏观系统,也适用于高速微观系统
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3.动量守恒定律的表达式 (1)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. (2)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向. (3)Δp=0,系统总动量的增量为零.
A.Mmv
B.Mmv
m C.m+M
v
M D.m+M
v
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解析:设滑板的速度为 u,小孩和滑板动量守恒,0=mu-Mv,解得 u=Mmv,故 B 正确.
答案:B
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(5)飞船做圆周运动时,若想变轨通常需要向前或向后喷出气体,该过程中飞船与喷 出的气体的总动量守恒.( √ ) (6)无论碰撞、反冲还是爆炸类问题,动能都不会增大.( × ) (7)只要系统内存在摩擦力,系统的动量就不可能守恒.( × ) (8)系统所受合外力的冲量为零,则系统动量一定守恒.( √ )
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(4)在“一动一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度及情景分析 v′1=mm11- +mm22v1,v′2=m12+m1m2v1 ①当 m1=m2 时,v′1=0,v′2=v1(质量相等,速度交换); ②当 m1>m2 时,v′1>0,v′2>0,且 v′2>v′1(大碰小,一起跑); ③当 m1<m2 时,v′1<0,v′2>0(小碰大,要反弹); ④当 m1≫m2 时,v′1=v1,v′2=2v1(极大碰极小,大不变,小加倍); ⑤当 m1≪m2 时,v′1=-v1,v′2=0(极小碰极大,小等速率反弹,大不变).
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3.分类
动量 机械能 弹性碰撞 守恒 守恒 非弹性碰撞 守恒 有损失 完全非弹性碰撞 守恒 损失 最大