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1、
四、動量定理和動量守恒定律
知識點1 動量定理
基礎(chǔ)回扣
1.動量與動能的比較
動量
動能
物理意義
描述機械運動狀態(tài)的物理量
定義式
p=mv
Ek=12mv2
標矢性
矢量
標量
變化因素
物體所受沖量
外力所做的功
大小關(guān)系
p=2mEk
Ek=p22m
對于給定的物體,若動能發(fā)生了變化,動量一定也發(fā)生了變化;而動量發(fā)生變化,動能不一定發(fā)生變化。它們都是相對量,均與參考系的選取有關(guān),高中階段通常選取地面為參考系
2.沖量與功的比較
沖量
功
定義
作用在物體上的力和力的作用時間的乘積
作用在物體上的力和物體在力的方向
2、上的位移的乘積
單位
N·s
J
公式
I=Ft(F為恒力)
W=Fl cos α(F為恒力)
標矢性
矢量
標量
意義
①表示力對時間的累積
②是動量變化的量度
①表示力對空間的累積
②是能量變化的量度
都是過程量,都與力的作用過程相互聯(lián)系
3.動量定理的理解
(1)中學(xué)物理中,動量定理研究的對象通常是單個物體。
(2)Ft=p'-p是矢量式,兩邊不僅大小相等,而且方向相同。式中Ft是物體所受的合外力的沖量。
(3)Ft=p'-p除表明兩邊大小、方向的關(guān)系外,還說明了兩邊的因果關(guān)系,即合外力的沖量是動量變化的原因。
(4)由Ft=p'-p,得F=p
3、'-pt=Δpt,即物體所受的合外力等于物體的動量對時間的變化率。
易錯辨析
1.應(yīng)用動量定理時,力和速度選取不同的正方向。
2.應(yīng)用動量定理解決實際問題時要注意分析不變的物理量。
知識點2 動量守恒定律
基礎(chǔ)回扣
1.動量守恒表達式
(1)p=p',系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后的總動量p'。
(2)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng),作用前的動量和等于作用后的動量和。
(3)Δp1=-Δp2,相互作用的兩個物體動量的變化量等大反向。
(4)Δp=0,系統(tǒng)總動量的變化量為零。
2.適用條件
(1)理想守恒:不受外力或所受外力
4、的合力為零。
(2)近似守恒:系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠大于系統(tǒng)所受到的外力。
(3)某一方向守恒:如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零,則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒。
易錯辨析
1.應(yīng)用動量守恒定律時,各速度不是相對同一參考系。
2.應(yīng)用動量守恒定律時要注意判斷動量是否守恒。
知識點3 碰撞、爆炸與反沖
基礎(chǔ)回扣
1.碰撞遵循的三條原則
(1)動量守恒
(2)機械能不增加
Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'或p122m1+p222m2≥p1'22m1+p2'22m2
(3)速度要合理
①同向碰撞:碰撞前,后面的物體速度大;碰撞后,前面的物體速度大(或相等)。
5、②相向碰撞:碰撞后兩物體的運動方向不可能都不改變。
2.彈性碰撞討論
(1)碰后速度的求解
根據(jù)動量守恒和機械能守恒
m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' ?、?2m1v12+12m2v22=12m1v1'2+12m2v2'2 ②
解得v1'=(m1-m2)v1+2m2v2m1+m2
v2'=(m2-m1)v2+2m1v1m1+m2
(2)分析討論:
當(dāng)碰前物體2的速度不為零時,若m1=m2,則v1'=v2,v2'=v1,即兩物體交換速度。
當(dāng)碰前物體2的速度為零時,v2=0,則:
v1'=(m1-m2)v1m1+m2,v2'=2m1v1m1+m2,
①m1=m2時,v1'=0,v2'=v1,碰撞后兩物體交換速度。
②m1>m2時,v1'>0,v2'>0,碰撞后兩物體沿同方向運動。
③m10,碰撞后質(zhì)量小的物體被反彈回來。
易錯辨析
物體在爆炸過程中因內(nèi)力遠遠大于外力,動量近似守恒,但因有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能,因此機械能增加。
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（課標版）2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 基礎(chǔ)回扣4 四、動量定理和動量守恒定律
