2017高中物理3-5動量知識點
2017高中物理3-5動量知識點
高中物理動量相關(guān)知識是指與動量有關(guān)的基本概念、基本規(guī)律和基本實驗，這也是高考物理考試中必考的知識點。下面是學習啦小編給大家?guī)淼母咧形锢韯恿恐R點，希望對你有幫助。
高中物理3-5動量知識點
1.動量和沖量
(1)動量:運動物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量，即p=mv.是矢量，方向與v的方向相同.兩個動量相同必須是大小相等，方向一致.
(2)沖量:力和力的作用時間的乘積叫做該力的沖量，即I=Ft.沖量也是矢量，它的方向由力的方向決定.
2. ★★動量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化.表達式:Ft=p′-p 或 Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式，運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向.
(2)公式中的F是研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力.
(3)動量定理的研究對象可以是單個物體，也可以是物體系統(tǒng).對物體系統(tǒng)，只需分析系統(tǒng)受的外力，不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個系統(tǒng)的總動量.
(4)動量定理不僅適用于恒定的力，也適用于隨時間變化的力.對于變力，動量定理中的力F應當理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值.
★★★ 3.動量守恒定律:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變.
(1)動量守恒定律成立的條件
?、傧到y(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零.
?、谙到y(tǒng)所受的外力的合力雖不為零，但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多，如碰撞問題中的摩擦力，爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力來小得多，可以忽略不計.
?、巯到y(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但在某個方向上的分量為零，則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變.
(2)動量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時性;③相對性;④普適性.
4.爆炸與碰撞
(1)爆炸、碰撞類問題的共同特點是物體間的相互作用突然發(fā)生，作用時間很短，作用力很大，且遠大于系統(tǒng)受的外力，故可用動量守恒定律來處理.
(2)在爆炸過程中，有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能，系統(tǒng)的動能爆炸后會增加，在碰撞過程中，系統(tǒng)的總動能不可能增加，一般有所減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
(3)由于爆炸、碰撞類問題作用時間很短，作用過程中物體的位移很小，一般可忽略不計，可以把作用過程作為一個理想化過程簡化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動量開始運動.
5.反沖現(xiàn)象:反沖現(xiàn)象是指在系統(tǒng)內(nèi)力作用下，系統(tǒng)內(nèi)一部分物體向某方向發(fā)生動量變化時，系統(tǒng)內(nèi)其余部分物體向相反的方向發(fā)生動量變化的現(xiàn)象.噴氣式飛機、火箭等都是利用反沖運動的實例.顯然，在反沖現(xiàn)象里，系統(tǒng)的動量是守恒的.
高中物理3-5動量題型
一個題型是人船模型，所謂人船模型就是一個質(zhì)量為m的人站在一個質(zhì)量為M的船尾，船的長度為L(人可以看做質(zhì)點，忽略船與空氣和水的摩擦)，當人從船頭走到船尾的時候，問船走了多大的距離?
這是個典型的兩體問題，因系統(tǒng)動量守恒，人在行走的過程中船要向反的方向運動，這樣人走的快船也走的快，人慢船也慢，人停止船也停止運動。經(jīng)過分析可知，人相對地的位移和船相對地的位移之和等于船的長度，這是解題的關(guān)鍵。
另個題型是子彈打木塊模型，所謂的子彈打木塊的模型就是在光滑的水平地有個質(zhì)量為M的木塊，一個質(zhì)量為m的子彈水平射入木塊中，最后和木塊共同運動。這個模型涉及動量守恒和能量守恒，即子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，子彈和木塊組成的系統(tǒng)能量守恒，子彈減少的動能轉(zhuǎn)化為木塊增加的動能和系統(tǒng)增加的內(nèi)能。動量守恒與能量守恒是解題的關(guān)鍵。
高中物理3-5動量典型例題
例1. 如圖1所示的裝置中，木塊B與水平面間接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短，現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起做為研究對象(系統(tǒng))，則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中( )
A.動量守恒，機械能守恒
B.動量不守恒，機械能不守恒
C.動量守恒，機械能不守恒
D.動量不守恒，機械能守恒
分析：合理選取研究對象和運動過程，利用機械能守恒和動量守恒的條件分析。
如果只研究子彈A射入木塊B的短暫過程，并且只選A、B為研究對象，則由于時間極短，則只需考慮在A、B之間的相互作用，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，但此過程中存在著動能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，所以A、B系統(tǒng)機械能不守恒。本題研究的是從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程，而且將子彈、木塊和彈簧合在一起為研究對象，在這個過程中有豎直墻壁對系統(tǒng)的彈力作用，(此力對系統(tǒng)來講是外力)故動量不守恒。
解答：由上面的分析可知，正確選項為B
例2. 質(zhì)量為m1=10g的小球在光滑的水平面上以v1=750px/s的速率向右運動，恰遇上質(zhì)量m2=50g的小球以v2=250px/s的速率向左運動，碰撞后，小球m2恰好停止，那么碰撞后小球m1的速度是多大?方向如何?
分析：由于兩小球在光滑水平面上，以兩小球組成的系統(tǒng)為研究對象，該系統(tǒng)沿水平方向不受外力，因此系統(tǒng)動量守恒。
解答：碰撞過程兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒。
設(shè)v1的方向，即向右為正方向，則各速度的正負及大小為：
v1=750px/s，v2=-250px/s，=0
據(jù)：m1v1+m2v2=
代入數(shù)值得：=-500px/s
則小球m1的速度大小為500px/s，方向與v1方向相反，即向左。
說明： 應用動量守恒定律解決問題的基本思路和一般方法
(1)分析題意，明確研究對象
在分析相互作用的物體總動量是否守恒時，通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng).對于比較復雜的物理過程，要采用程序法對全過程進行分段分析，要明確在哪些階段中，哪些物體發(fā)生相互作用，從而確定所研究的系統(tǒng)是由哪些物體組成的。
(2)要對各階段所選系統(tǒng)內(nèi)的物體進行受力分析
弄清哪些是系統(tǒng)內(nèi)部物體之間相互作用的內(nèi)力，哪些是系統(tǒng)外物體對系統(tǒng)內(nèi)物體作用的外力。在受力分析的基礎(chǔ)上根據(jù)動量守恒定律條件，判斷能否應用動量守恒。
(3)明確所研究的相互作用過程，確定過程的始、末狀態(tài)
即系統(tǒng)內(nèi)各個物體的初動量和末動量的量值或表達式。
注意：在研究地面上物體間相互作用的過程時，各物體運動的速度均應取地球為參考系。
(4)確定好正方向建立動量守恒方程求解。
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