2010高考物理详解详析动量守恒定律及其应用 doc--高中物理.doc
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http://cooco.net.cn永久免费组卷搜题网http://cooco.net.cn永久免费组卷搜题网动量守恒定律及其运用一、动量守恒定律1.动量守恒定律的内容一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。即:守恒是指全部过程任意时刻相等(时时相等,类比匀速)定律适用于宏观和微观高速和低速2.动量守恒定律成立的条件[来源:Ks5u.com]⑴系统不受外力或者所受外力之和为零;⑵系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;⑶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。3.动量守恒定律的表达方式(1),即p1+p2=p1/+p2/,(2)Δp1+Δp2=0,Δp1=-Δp2[来源:高考资源网]4、理解:①正方向②同参同系③微观和宏观都适用5.动量守恒定律的重要意义从现代物理学的理论高度来认识,动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。[来源:高考资源网KS5U.COM]5.运用动量守恒定律解决问题的基本思路和普通方法(1)分析题意,明确研讨对象.在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研讨的物体总称为系统.[来源:高考资源网](2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析,弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力.在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件,判断能否运用动量守恒。(3)明确所研讨的相互作用过程,确定过程的始、末形状,即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。留意:在研讨地面上物体间相互作用的过程时,各物体的速度均应取地球为参考系。(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。二、动量守恒定律的运用1.碰撞AABABABv1vv1/v2/ⅠⅡⅢ两个物体在极短时间内发生相互作用,这类情况称为碰撞。由于作用时间极短,普通都满足内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。细心分析一下碰撞的全过程:设光滑水平面上,质量为m1的物体A以速度v1向质量为m2的静止物体B运动,B的左端连有轻弹簧。在Ⅰ位置A、B刚好接触,弹簧开始被紧缩,A开始减速,B开始加速;到Ⅱ位置A、B速度刚好相等(设为v),弹簧被紧缩到最短;再往后A、B开始阔别,弹簧开始恢复原长,到Ⅲ位置弹簧刚好为原长,A、B分开,这时候A、B的速度分别为。全过程系统动量必然是守恒的;而机械能是否守恒就要看弹簧的弹性如何了。(1)弹簧是完全弹性的。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为弹性势能,Ⅱ形状系统动能最小而弹性势能最大;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少全部转化为动能;因而Ⅰ、Ⅲ形状系统动能相等。这类碰撞叫做弹性碰撞。由动量守恒和能量守恒可以证明A、B的毕竟速度分别为:。(这个结论最好背下来,以后经常要用到。)[来源:高考资源网KS5U.COM](2)弹簧不是完全弹性的。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少,一部分转化为弹性势能,一部分转化为内能,Ⅱ形状系统动能仍和⑴相同,弹性势能仍最大,但比⑴小;Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少,部分转化为动能,部分转化为内能;由于全过程系统动能有损失(一部分动能转化为内能)。这类碰撞叫非弹性碰撞。(3)弹簧完全没有弹性。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为内能,Ⅱ形状系统动能仍和⑴相同,但没有弹性势能;由于没有弹性,A、B不再分开,而是共同运动,不再有Ⅱ→Ⅲ过程。这类碰撞叫完全非弹性碰撞。可以证明,A、B毕竟的共同速度为。在完全非弹性碰撞过程中,系统的动能损失最大,为:v1。[来源:Ks5u.com]【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和物块的毕竟速度v。解析:系统水平方向动量守恒,全过程机械能也守恒。小球上升过程中,由水平系统动量守恒得:[来源:高考资源网]由系统机械能守恒得:解得[来源:Ks5u.com][来源:高考资源网]全过程系统水平动量守恒,机械能守恒,得【例2】动量分别为5kgm/s和6kg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并发生碰撞后。若已知碰撞后A的动量减小了2kgm/s,而方向不变,那么A、B质量之比的可能范围是什么?解析:A能追上B,说明碰前vA>vB,∴;碰后A的速度不大于B的速度,;又由于碰撞过程系统动能不会添加,,由以上不等式组解得:[来源:高考资源网KS5U.COM]点评:此类碰撞问题要考虑三个要素:①碰撞中系统动量守恒;②碰撞过程中系统动能不添加;③碰前碰后两个物体