爆炸、碰撞及反冲现象
- 格式:ppt
- 大小:179.50 KB
- 文档页数:26
高考知识点物理动量总结高考知识点物理动量总结动量(Momentum)又称线性动量(Linear Momentum)。
在经典力学中,动量(是指国际单位制中的单位为kgm/s ,量纲MLT⁻)表示为物体的质量和速度的乘积,是与物体的质量和速度相关的物理量,指的是运动物体的作用效果。
动量也是矢量,它的方向与速度的方向相同。
以下是为大家精心准备的高考知识点物理动量总结,欢迎参考阅读!1.爆炸与碰撞(1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理。
(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能。
(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理。
即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动。
2.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象。
喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例。
显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的。
3.动量和冲量(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p=mv。
是矢量,方向与v的方向相同。
两个动量相同必须是大小相等,方向一致。
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即I=Ft。
冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定。
4.★★动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。
表达式:Ft=p-p或Ft=mv-mv(1)上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向。
(2)公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。
(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。
对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力。
专题三碰撞爆炸和反冲一、碰撞现象的特点和规律1.碰撞的种类及特点2.两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律。
以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生对心弹性碰撞为例,则有m1v1=m1v1′+m2v2′,12m1v21=12m1v1′2+12m2v2′2解得v1′=(m1-m2)v1m1+m2,v2′=2m1v1m1+m2结论:(1)当两球质量相等时,v1′=0,v2′=v1,两球碰撞后交换速度。
(2)当质量大的球碰质量小的球时,v1′>0,v2′>0,碰撞后两球都向前运动。
(3)当质量小的球碰质量大的球时,v1′<0,v2′>0,碰撞后质量小的球被反弹回来。
3.碰撞发生的三个条件(1)动量守恒:p1+p2=p1′+p2′(2)动能不增加:E k1+E k2≥E k1′+E k2′或p212m1+p222m2≥p1′22m1+p2′22m2。
(3)若同向运动碰撞,则v后>v前。
[复习过关]1.质量为1 kg的小球A以8 m/s的速率沿光滑水平面运动,与质量为3 kg的静止小球B发生正碰后,A、B两小球的速率v A和v B可能为()A.v A=5 m/sB.v A=-3 m/sC.v B =1 m/sD.v B =6 m/s解析 若A 、B 发生弹性碰撞,则动量和机械能均守恒,m A v 0=m A v A +m B v B 及12m A v 20=12m A v 2A +12m B v 2B , 解得v A =m A -m B m A +m Bv 0=-4 m/s ,v B =2m A m A +m Bv 0=4 m/s 。
若A 、B 发生完全非弹性碰撞,则仅动量守恒,m A v 0=(m A +m B )v ,解得v =m Am A +m Bv 0=2 m/s 。
故A 的速度范围-4 m/s ≤v A ≤2 m/s ,小球B 的速度范围2 m/s ≤v B ≤4 m/s ,B 正确。
碰撞和反冲一、碰撞1.碰撞指的是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.在碰撞现象中,一般都满足内力远大于外力,故可以用动量守恒定律处理碰撞问题.按碰撞前后物体的动量是否在一条直线上有正碰和斜碰之分,中学物理只研究正碰的情况.2.一般的碰撞过程中,系统的总动能要有所减少.若总动能的损失很小,可以略去不计,这种碰撞叫做弹性碰撞.若两物体碰后黏合在一起,这种碰撞动能损失最多,叫做完全非弹性碰撞.一般情况下系统动能都不会增加(由其他形式的能转化为机械能的除外,如爆炸过程) 二、反冲现象(爆炸模型)指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的.【例1】 平静的湖面上浮着一只长L =6 m 、质量为550 kg 的船,船头上站着一质量为m =50 kg 的人,开始时,人和船均处于静止.若船行进时阻力很小,问当人从船头走到船尾时,船将行进多远?mLMs s图5-2-2深化拓展某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾.设水的阻力不计,那么在这段时间内关于人和船的运动情况判断错误的是A.人匀速行走,船匀速后退,两者速度大小与它们的质量成反比B.人加速行走,船加速后退,而且加速度大小与它们的质量成反比C.人走走停停,船退退停停,两者动量总和总是为零D.当人从船头走到船尾停止运动后,船由于惯性还会继续后退一段距离迁移:如图5-2-1所示,在光滑水平面上,质量为M 和m 的两物体开始速度均为零,在m 下滑的过程中,M 将后退.由于水平方向系统不受外力,所以水平方向上动量守恒.m 滑到底端时,若M 后退距离为s ,则m 水平方向移动的距离为(b -a -s ),代入m 1s 1+m 2s 2=0,可解得M 后退的距离为:s =mM a b m +-)(.bM a m图5-2-1【例2】 动量分别为5 kg ·m/s 和6 kg ·m/s 的小球A 、B 沿光滑平面上的同一条直线同向运动,A 追上B 并发生碰撞,若已知碰撞后A 的动量减小了2 kg ·m/s ,而方向不变,那么A 、B 质量之比的可能范围是多少?深化拓展 光滑水平面上A 、B 两物体均向右在同一直线上运动,以后发生碰撞.以向右为正方向,已知撞前两物体的动量分别为p A =12 kg ·m/s ,p B =13 kg ·m/s ,则撞后它们的动量的变化量Δp A 和Δp B 有可能是①Δp A =-3 kg ·m/s ,Δp B =3 kg ·m/s②Δp A=4 kg·m/s,Δp B= 4 kg·m/s③Δp A=-5 kg·m/s,B④Δp A=-24 kg·m/s B 以上结论正确的是A.①④C.③④答案:度大小应保证其顺序合理.专题:人船模型问题:如图—1所示,质量为M的小船长L,静止于水面,质量为M的小船长为L,静止于水面,质量为m的人从船左端走到船下端悬着质量为m的人而静止于高度为h的空中,欲使人能完全沿强着地,人下方的强至少应为多长?变例3:如图—4所示,质量为M的物体静自轨道右测与球心等高处静止释放,求M向右运动的最大距离。
第2节动量守恒定律一、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,这个系统的总动量保持不变。
[注1] 2.表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
3.适用条件(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力为0。
(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力。
[注2](3)某一方向守恒:如果系统在某一方向上所受外力的合力为0,则系统在该方向上动量守恒。
二、碰撞、反冲、爆炸1.碰撞(1)特点:作用时间极短,内力(相互碰撞力)远大于外力,总动量守恒。
(2)分类①弹性碰撞:碰撞后系统的总动能没有损失。
[注3]②非弹性碰撞:碰撞后系统的总动能有损失。
③完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体,机械能损失最大。
2.爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用时间很短,作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒。
3.反冲 [注4](1)定义:当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量,如发射炮弹、火箭等。
(2)特点:系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力,动量守恒。
【注解释疑】[注1] 外力和内力是相对的,与研究对象的选取有关。
[注2] 外力的冲量在相互作用的时间内忽略不计。
[注3] 弹性碰撞是一种理想化的物理模型,在宏观世界中不存在。
[注4] 反冲运动和爆炸问题中,系统的机械能可以增大,这与碰撞问题是不同的。
[深化理解]1.动量守恒方程为矢量方程,列方程时必须选择正方向。
2.动量守恒方程中的速度必须是系统内各物体在同一时刻相对于同一参考系(一般选地面)的速度。
3.碰撞、爆炸、反冲均因作用时间极短,内力远大于外力满足动量守恒(或近似守恒),但系统动能的变化是不同的。
4.“人船”模型适用于初状态系统内物体均静止,物体运动时满足系统动量守恒或某个方向上系统动量守恒的情形。
[基础自测]一、判断题(1)只要系统合外力做功为零,系统动量就守恒。
(×)(2)系统动量不变是指系统的动量大小和方向都不变。
爆炸、反冲及人船模型学校:_________班级:___________姓名:_____________模型概述1.爆炸1)爆炸问题的特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.3)由于爆炸问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.2.反冲现象:1)反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.2)在反冲现象里,系统不受外力或内力远大于外力,系统的动量是守恒的.3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的总机械能增加3.人船模型1)模型图示2)模型特点①两物体满足动量守恒定律:m人v人-m船v船=0②两物体的位移大小满足:m人x人t-m船x船t=0,又x人+x船=L得x人=m船m船+m人L,x船=m人m船+m人L③运动特点Ⅰ、人动则船动,人静则船静,人快船快,人慢船慢,人左船右;Ⅱ、人船位移比等于它们质量的反比;人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比,即x人x船=v人v船=m船m人.典题攻破1.爆炸1.(2024·青海海南·二模)斜向上发射的炮弹在最高点爆炸(爆炸时间极短)成质量均为m 的两块碎片,其中一块碎片沿原路返回。
已知炮弹爆炸时距地面的高度为H ,炮弹爆炸前的动能为E ,重力加速度大小为g ,不计空气阻力和火药的质量,则两块碎片落地点间的距离为()A.2EHmgB.22EH mgC.23EH mgD.42EH mg【答案】D【详解】火箭炸裂的过程水平方向动量守恒,设火箭炸裂前的速度大小为v ,则E =122mv 2得v =Em设炸裂后瞬间另一块碎片的速度大小为v 1,有2mv =-mv +mv 1解得v 1=3Em根据平抛运动规律有H =12gt 2得t =2H g两块碎片落地点之间的距离x =(v +v 1)t =42EH mg故D 。