第六章 第2讲 动量守恒定律及其应用
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第2节动量守恒定律及其应用一、动量守恒定律1.动量守恒定律的内容如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
2.动量守恒的数学表达式(1)p=p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)。
(2)Δp=0(系统总动量变化为零)。
(3)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量增量大小相等,方向相反)。
3.动量守恒的条件(1)系统不受外力或所受外力之和为零时,系统的动量守恒。
(2)系统所受外力之和不为零,但当内力远大于外力时系统动量近似守恒。
(3)系统所受外力之和不为零,但在某个方向上所受合外力为零或不受外力,或外力可以忽略,则在这个方向上,系统动量守恒。
二、碰撞、反冲和爆炸1.碰撞(1)概念:碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象。
(2)特点:在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。
(3)分类:2.(1)物体在内力作用下分裂为两个不同部分,并且这两部分向相反方向运动的现象。
(2)反冲运动中,相互作用力一般较大,通常可以用动量守恒定律来处理。
3.爆炸问题(1)爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒。
(2)爆炸过程中位移很小,可忽略不计,作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动。
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)系统所受合外力的冲量为零,则系统动量一定守恒。
(√)(2)动量守恒是指系统在初、末状态时的动量相等。
(×)(3)物体相互作用时动量守恒,但机械能不一定守恒。
(√)(4)在爆炸现象中,动量严格守恒。
(×)(5)在碰撞问题中,机械能也一定守恒。
(×)(6)反冲现象中动量守恒、动能增加。
(√)2.(人教版选修3-5P16T1改编)(多选)如图所示,在光滑的水平面上有一辆平板车,人和车都处于静止状态。
《动量守恒定律的应用》讲义一、动量守恒定律的基本概念在开始探讨动量守恒定律的应用之前,咱们得先把这个定律的基本概念弄清楚。
动量,用符号 p 表示,它等于物体的质量 m 乘以速度 v ,即 p =mv 。
而动量守恒定律说的是:如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。
举个简单的例子,就像在光滑水平面上的两个小球,它们相互碰撞,在碰撞之前和碰撞之后,整个系统的总动量是不会改变的。
理解动量守恒定律的时候,要注意几个关键点。
首先,这个定律是针对一个系统而言的,不是单个物体。
其次,外力为零或者外力的矢量和为零这个条件很重要。
二、常见的动量守恒模型1、碰撞模型碰撞是动量守恒定律应用中最常见的模型之一。
包括完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞。
在完全弹性碰撞中,不仅动量守恒,动能也守恒。
比如说两个质量相等的小球,以相同的速度相向碰撞,碰撞后会各自反向弹回,速度大小不变。
非完全弹性碰撞中,动量守恒,但动能会有损失。
比如两个物体碰撞后粘在一起,共同运动。
完全非弹性碰撞中,动能损失最大。
2、爆炸模型爆炸也是一个典型的动量守恒模型。
在爆炸瞬间,内力远远大于外力,系统的动量近似守恒。
就像一个炸弹爆炸,分成很多碎片向不同方向飞去,但是这些碎片的总动量和炸弹未爆炸前的动量是相等的。
3、人船模型这是一个很有趣的模型。
假设在平静的水面上,有一艘静止的船,船上站着一个人。
人从船的一端走到另一端,人和船组成的系统在水平方向上动量守恒。
通过计算可以得出人的位移和船的位移之间的关系。
三、动量守恒定律的解题步骤当我们遇到具体的问题要运用动量守恒定律来解决时,一般可以按照下面这几个步骤来进行。
1、确定研究对象首先要明确我们所研究的是哪一个系统。
这个系统可以是两个或者多个物体组成的。
2、分析受力情况判断系统所受的外力是否为零或者外力的矢量和是否为零。
如果满足这个条件,就可以使用动量守恒定律。
3、确定初末状态明确系统在初始时刻和末时刻的动量情况。
动量守恒定律及其应用动量守恒定律是物理学中一项重要的基本定律,它描述了在没有外力作用的情况下,一个系统内的总动量保持不变。
在本文中,我们将探讨动量守恒定律的基本原理,以及它在实际应用中的重要性。
一、动量守恒定律的基本原理动量是物体的运动特性,它与物体的质量和速度相关。
动量守恒定律指出,在一个系统内,如果没有外力作用,系统的总动量将保持不变。
具体而言,如果一个系统中没有任何物体进入或离开,那么系统的总动量在运动过程中将始终保持不变。
根据动量守恒定律,一个物体的动量改变量等于作用在该物体上的外力的合力乘以时间。
数学上可以表示为:Δp = FΔt。
其中,Δp代表物体动量的改变量,F代表外力的合力,Δt代表时间变化。
二、动量守恒定律的应用1. 碰撞问题动量守恒定律在碰撞问题中有着广泛的应用。
当两个物体发生碰撞时,如果没有外力作用于它们,那么碰撞前后的总动量保持不变。
这个原理在交通安全中有重要的应用,例如汽车碰撞时的速度计算和事故重建等。
2. 火箭发射火箭发射是动量守恒定律的重要应用之一。
根据牛顿第三定律,火箭喷出的排气具有反冲作用,从而使火箭本身获得相应的动量。
通过控制喷射速度和时间,可以实现火箭的加速和改变方向。
3. 运动员的跳远和投掷项目在跳远和投掷项目中,运动员可以利用动量守恒定律来改变自己的动作,从而获得更好的成绩。
例如,在跳远中,运动员可以利用蹲下时的动量来改变腿部的运动轨迹,从而实现更远距离的跳跃。
4. 枪械原理动量守恒定律在枪械原理中也起到关键作用。
当枪械发射子弹时,燃气的反冲力将使枪械本身获得相应的反冲动量。
通过控制子弹的质量和速度,可以实现有效的射击。
三、结论动量守恒定律是物理学中的重要定律,它在广泛的领域中发挥着作用。
通过应用动量守恒定律,我们可以更好地理解物体的运动行为,并应用于实际问题的解决。
动量守恒定律的应用不仅可以提高我们对物体运动的认识,还可以帮助我们改进技术和提高运动成绩。
第2讲动量守恒定律及应用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零,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律。
(2)表达式①P= P’,系统相互作用前总动量P等于相互作用后的总动量P’。
②m2V2= mivi '+ 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。
③Api =- A P2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向。
④Ap= 0,系统总动量的增量为零。
2・动量守恒的条件(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,但当內力远大于外力时,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。
3・动量守恒定律的“五性”[思维诊断](1)动量具有瞬时性。
0(2)物体动量的变化等于某个力的冲量。
()(3)动量守恒定律中的速度是相对于同一参考系的速度。
()(4)系统的总动量不变是指系统总动量的大小保持不变。
()(5)系统的动量守恒时,机械能也一定守恒。
()答案:(1)z (2)X (3)z (4)X (5)x[题组训练]1 •[动量守恒的条件]在如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在其中,将弹簧压缩到最短。
若木块和弹簧合在一起作为系统,则此系统在从子弹开始射入到弹簧被将子弹、木块和弹簧合在一压缩至最短的整个过程中()A・动量守恒,机械能守恒B•动量不守恒,机械能不守恒C•动量守恒?机械能不守恒D •动量不守恒,机械能守恒解析:子弹射入木块是瞬间完成的,这个过程相当于子弹与木块发生一次完全非弹性碰撞,动量守恒,机械能不守恒,一部分动能转化为内能,之后木块(连同子弹)压缩弹簧,将其动能转化为弹性势能,这个过程机械能守 恒,但动量不守恒。
由于左侧挡板的支持力的冲量作用,使系统的动量不断减少,所以整个过程中,动量和机械能均不 守恒。