高中物理 第十六章 动量守恒定律章末小结学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第十六章动量守恒定律动量守恒定律动量守恒定律动量定理的应用1．定性解释一些物理现象在动量变化一定的情况下，如果需要增大作用力，必须缩短作用时间。如果需要减小作用力，必须延长作用时间，即缓冲作用。2．定量计算在用动量定理计算有关问题时，要注意力必须是物体所受的合外力，以及动量定理的矢量性，求解前先规定正方向，再简化为代数运算(一维碰撞时)。3．动量定理是解决动力学问题的一种重要方法对于只涉及物体运动时间而不涉及加速度的问题，用动量定理要比用牛顿运动定律解题方便得多。[典例1](天津高考)质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为________kg·m/s。若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为________N(取g＝10m/s2)。[解析]小球与地面碰撞前后的动量变化为Δp＝mv′－mv＝0.2×4kg·m/s－0.2×(－6)kg·m/s＝2kg·m/s。由动量定理，小球受到地面的作用力F＝＋mg＝12N。[答案]212动量守恒定律及其应用1．守恒条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒。(2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。2．三种常见表达式(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′)。实际应用时的三种常见形式：①m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统)；②0＝m1v1′＋m2v2′(适用于原来静止的两个物体组成的系统，比如爆炸、反冲等，两者速率及位移大小与各自质量成反比)；③m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v(适用于两物体作用后结合为一体或具有相同速度的情况，完全非弹性碰撞)。(2)Δp＝0(系统总动量不变)。(3)Δp1＝－Δp2(相互作用的两物体组成的系统，两物体动量增量大小相等、方向相反)。[典例2]光滑水平面上放着一质量为M的槽，槽与水平面相切且光滑，如图所示，一质量为m的小球以速度v0向槽运动，若开始时槽固定不动，求小球上升的高度(槽足够高)。若槽不固定，则小球能上升多高？[解析]槽固定时，设球上升的高度为h1，由机械能守恒定律得mgh1＝mv02，解得h1＝。槽不固定时，设小球上升的最大高度为h2，此时两者速度为v，由动量守恒定律得mv0＝(m＋M)v。由机械能守恒定律得mv02＝(m＋M)v2＋mgh2，解得槽不固定时小球上升的高度h2＝。[答案]应用动量守恒定律解决临界极值问题在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向运动、反复碰撞等临界极值问题。这类问题求解的关键是充分利用反证法、极限法分析物体的临界状态，挖掘问题中隐含的临界条件，选取适当的系统和过程，运用动量守恒定律进行解答。[典例3]两磁铁各放在不同的小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg，乙车和磁铁的总质量为1.0kg。两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动。某时刻甲的速率为2m/s，乙的速率为3m/s，两车运动过程中始终未相碰。求：(1)两车最近时，乙的速度为多大？(2)甲车开始反向运动时，乙的速度为多大？[解析](1)两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为v，取乙车的速度方向为正方向。由动量守恒定律得m乙v乙－m甲v甲＝(m甲＋m乙)v所以两车最近时，乙车的速度为v＝＝m/s≈1.33m/s。(2)甲车开始反向时，其速度为0，设此时乙车的速度为v乙′，由动量守恒定律得m乙v乙－m甲v甲＝m乙v乙′得v乙′＝＝m/s＝2m/s。[答案](1)1.33m/s(2)2m/s弹性碰撞与非弹性碰撞1．碰撞的种类及特点分类标准种类特点能量是否守恒弹性碰撞动量守恒，机械能守恒非弹性碰撞动量守恒，机械能有损失完全非弹性碰撞动量守恒，机械能损失最大2.碰撞和爆炸的比较名称比较项目爆炸碰撞相同点过程特点都是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞、爆炸过程中系统的总动量守恒能量情况都满足能量守恒，总能量保持不变不同点动能...