高中物理难点:动量和动量守恒
展开一、动量:
1、定义:物体的质量和速度的乘积。
2、定义式:p=mv。
3、单位:kg·m/s。
4、方向:动量是矢量,方向与速度的方向相同,因此动量的运算服从平行四边形法则。
5、动量的变化量:
(1)定义:物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)。
(2)公式:P=P2-P1(矢量式)。
(3)方向:与速度变化量的方向相同
(4)同一直线上动量变化的计算:选定一个正方向,与正方向同向的动量取正值,与正方向反向的动量取负值,从而将矢量运算简化为代数运算。计算结果中的正负号仅代表方向,不代表大小。
二、系统内力和外力
1、系统:相互作用的两个或几个物体组成一个系统。
2、内力:系统内部物体间的相互作用力叫做内力。
3、外力:系统外部的物体对系统内部物体的作用力叫做外力。
如下图,两个带电小球组成一个系统,两个小球之间的静电力F1、F 2属于系统内各部分之间的内力(小球与小球之间,即系统内部之间的作用力),小球受到的重力属于系统以外给小球的作用力,就属于外力。
三、动量守恒定律
1、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、动量守恒的条件:
(1)系统不受外力作用;
(2)系统受外力作用,合外力矢量和为零。
3.满足动量守恒的三种情况:
(1)系统不受外力或者所受外力的矢量和为零
(2)系统内物体之间的内力远远大于外力(例如手榴弹爆炸)
(3)系统所受合外力不为零,但在某一方向上受力为零,则在系统这一方向上动量守恒。
例题1:甲、乙两位同学静止在光滑的冰面上,甲推了乙一下,结果两人向相反方向滑去。甲推乙前,他们的总动量为零。甲推乙后,他们都有了动量,总动量还等于零吗?已知甲的质量为50kg,乙的质量为45kg,甲乙的速率之比是多大?
解析:选甲乙两人构成的系统为研究对象。因为在光滑冰面上的摩擦力可以忽略,故系统所受外力的矢量和为零,满足动量守恒的条件。所以甲推乙后,他们的总动量仍然为零。
解:取甲的运动方向为正方向,由动量守恒定律
四、应用动量守恒定律解题的一般步骤:
1、明确研究对象(选某个物体或某几个物体构成的系统)。
2、对研究对象进行受力分析,判断是否满足动量守恒的条件(上面的三种情况)。
3、条件成立,则根据动量守恒定律列方程。(注意要选取正方向)。
4、求解,验证。
练习:1.关于动量守恒定律的各种理解中,正确的是:
A.相互作用的物体如果所受外力的合力为零,则它们的总动量保持不变;
B.动量守恒是指相互作用的物体在相互作用前后动量保持不变;
C.无论相互作用力是什么性质的力,只要系统满足守恒条件,动量守恒定律都适用;
D.系统物体之间的作用力对系统的总动量没有影响。
参考答案:ACD
2.如图,小车放在光滑的水平面上,将小球拉开到一定角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中( )
A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒
B.小球向左摆动时,小车则向右运动,且系统动量守恒
C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车速度不为零
D.在任意时刻,小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反
参考答案:D 系统所受外力的合力虽不为零,但在水平方向所受外力为零,故系统水平分向动量守恒。