动量守恒定律复习
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动量守恒定律
质量为m的钢球自高处落下,以速率1v碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地速率为2v.在碰撞过程中,钢球的动量变化量为
A. 向下,)(21vvm B. 向下,)(21vvm
C. 向上, )(21vvm D. 向上,)(21vvm
1.A、B两木块的质量之比为mA∶mB=3∶2,原来静止在小车C上,它们与小车上表面间的动摩擦因数相同,A、B间夹一根被压缩了的弹簧后用细线栓住.小车静止的光滑水平面上,绕断细线后,在A、B相对小车停止运动之前,下列说法正确的是
A.A、B和弹簧组成的系统动量守恒
B.A、B和弹簧组成的系统机械能守恒
C.小车将向左运动
D.小车将静止不动
2.一辆小车静止在光滑的水平面上,小车立柱上固定一长为l的轻绳,未端拴有一个小球,把小球拉至水平由静止释放,如图所示,小球在摆动时,不计一切阻力,下列说法正确的是
A.小球的机械能守恒
B.小车的机械能守恒
C.小球和小车组成的系统的机械能守恒
D.小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒
考点三:碰撞模型(★★★★)
考点一:动量
(★★★) 物体的质量和速度的乘积叫做动量:p=mv
动量是矢量,它的方向和速度的方向相同
大小与动能的关系:mPEmEPkk2,22
对同一物体,动量变化,动能不一定变;动能变化,动量一定变化 动量的变化:ppp
考点二:动量守恒定律的条件
(★★★) 不受外力或者受外力之和为零
系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计
系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒
1、完全弹性碰撞:碰撞过程系统动能总量不变
例:小球m1与v0的速度静止的小球m2,设碰撞后m1、m2的速度分别为v1、v2则有21101mvvmvm(1)22211201212121mvvmvm(2)
解得:021120212112,vmmmvvmmmmv(记住结果)
第1页 动能定理和机械能守恒定律的应用练习
1. 在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v0,落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )
A. 202mv21mv21mgh B. mghmv21mv21202
C. 220mv21mv21mgh D. 202mv21mv21mgh
2. 如图所示,固定斜面倾角为,整个斜面分为AB、BC两段,AB=2BC。小物块P(可视为质点)与AB、BC两段斜面间的动摩擦因数分别为1、2。已知P由静止开始从A点释放,恰好能滑到C点而停下,那么、1、2间应满足的关系是( )
A. 32tan21 B. 32tan21
C. 212tan
D. 122tan
3. 被竖直上抛的物体的初速度与回到抛出点时速度大小之比为k,而空气阻力在运动过程中大小不变,则重力与空气阻力的大小之比为( )
A. )1/()1(22kk B. )1/()1(kk
C. 1/k D. k/1
4. 如图所示,一轻弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点的过程中( )
A. 重物的重力势能减少 B. 重物的重力势能增大
C. 重物的机械能不变 D. 重物的机械能减少
5. 小明和小强在操场上一起踢足球,足球质量为m.如图所示,小明将足球以速度v从地面上的A点踢起,当足球到达离地面高度为h的B点位置时,取B处为零势能参考面,不计空气阻力.则下列说法中正确的是( )
A. 小明对足球做的功等于12mv2+mgh
B. 小明对足球做的功等于mgh
C. 足球在A点处的机械能为12mv2
动量守恒定律
一、冲量和动量
1:冲量
定义:I=F*t F是恒力
物理意义:描述里在时间上的宏观表现
单位:N*S 牛秒
冲量是矢量
2:动量
定义:P=m*v 也是矢量
物理意义:是描述运动物体状态的物理量
单位:kg*m/s 千克米每秒推出kg*m/s=N*S
3:动量定理
推导:F(t)=△p=mv(t)-mv(0)
内容:物体所受合外力的冲量等于它动量的变化
注:在说明动量和冲量时,要分别选用其单位,不可混淆
应用:可以解释改变量一定时合外力的作用时间越长合外力越小,合外力作用时间越短合外力越大
4:解题步骤
确定对象,受力分析,规定正方向,根据动量定理列式
二、动量守恒定律
1:单体:
I(合)=△p F(合)*t=mv(t)-mv(0)
F(合)=0时,动量不变,物体做匀速直线运动动量守恒
2:系统
定义:相互作用的几个物体组成的整体叫做系统
动量定理:内力冲量为零,因为相互作用力等大反向同时产生和消失
动量守恒定力
3:动量守恒定律
内容:系统不受外力或合外力为零,系统动量守恒
表达式m(1)v(1)+m(2)v(2)=m(1)v(1)’+m(2)v(2)’
4:解题步骤
确定对象,受力分析判断是否动量守恒,找准初末状态,规定正方向列式.
三、碰撞
1:碰撞定义:相对运动的物体相遇切发生相互作用的过程
2:碰撞的分类
弹性碰撞
定义:机械能守恒的碰撞
在水平面上时,由机械能守恒得动能守恒
特例:一动一静弹性正碰
当m(1)=m(2)时,碰后速度互换
当m(1)>m(2)时,同向运动
当m(1)》m(2)时,m(1)速度不变,另一球以两倍速度被撞出 当m(1)
当m(1)《m(2)时,m(1)以原速率被弹回,m(2)静止
非弹性碰撞
定义:机械能不守恒的碰撞
特例:完全非弹性碰撞
定义:碰撞后两物体合二为一,共速,这种碰撞动能损失最大
四、动量守恒定律特点
1、矢量性:规定正方向
1、两个物体作用时间极短,满足内力远大于外力,可以认为动量守恒。
碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。
【例1】 质量为M的楔形物块上有圆弧轨道,静止在水平面上。质量为m的小球以速度v1向物块运动。不计一切摩擦,圆弧小于90°且足够长。求小球能上升到的最大高度H 和物块的最终速度v。
点评:本题和上面分析的弹性碰撞基本相同,唯一的不同点仅在于重力势能代替了弹性势能。
2.子弹打木块类问题
【例3】 设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。
点评:这个式子的物理意义是:f·d恰好等于系统动能的损失;根据能量守恒定律,系统动能的损失应该等于系统内能的增加;可见 ,即两物体由于相对运动而摩擦产生的热(机械能转化为内能),等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积(摩擦生热跟路径有关,所以这里应该用路程,而不是用位移)。
3.反冲问题
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。这类问题相互作用过程中系统的动能增大,有其它能向动能转化。可以把这类问题统称为反冲。
【例4】 质量为m的人站在质量为M,长为L的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时,船左端离岸多远?
点评:应该注重到:此结论与人在船上行走的速度大小无关。不论是匀速行走还是变速行走,甚至往返行走,只要人最终到达船的左端,那么结论都是相同的。做这类题目,首先要画好示意图,要非凡注重两个物体相对于地面的移动方向和两个物体位移大小之间的关系。
4.爆炸类问题
【例5】 抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s,这时忽然炸成两块,其中大块质量300g仍按原方向飞行,其速度测得为50m/s,另一小块质量为200g,求它的速度的大小和方向。