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2020届高考物理课标版二轮复习训练题：基础回扣4四、动量定理和动量守恒定律 Word版含解析
展开四、动量定理和动量守恒定律
知识点1 动量定理
基础回扣
1.动量与动能的比较
| 动量 | 动能 | |
物理意义 | 描述机械运动状态的物理量 | ||
定义式 | p=mv | Ek=mv2 | |
标矢性 | 矢量 | 标量 | |
变化因素 | 物体所受冲量 | 外力所做的功 | |
大小关系 | p= | Ek= | |
对于给定的物体,若动能发生了变化,动量一定也发生了变化;而动量发生变化,动能不一定发生变化。它们都是相对量,均与参考系的选取有关,高中阶段通常选取地面为参考系 | |||
2.冲量与功的比较
| 冲量 | 功 |
定义 | 作用在物体上的力和力的作用时间的乘积 | 作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移的乘积 |
单位 | N·s | J |
公式 | I=Ft(F为恒力) | W=Fl cos α(F为恒力) |
标矢性 | 矢量 | 标量 |
意义 | ①表示力对时间的累积 ②是动量变化的量度 | ①表示力对空间的累积 ②是能量变化的量度 |
都是过程量,都与力的作用过程相互联系 | ||
3.动量定理的理解
(1)中学物理中,动量定理研究的对象通常是单个物体。
(2)Ft=p'-p是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同。式中Ft是物体所受的合外力的冲量。
(3)Ft=p'-p除表明两边大小、方向的关系外,还说明了两边的因果关系,即合外力的冲量是动量变化的原因。
(4)由Ft=p'-p,得F==,即物体所受的合外力等于物体的动量对时间的变化率。
易错辨析
1.应用动量定理时,力和速度选取不同的正方向。
2.应用动量定理解决实际问题时要注意分析不变的物理量。
知识点2 动量守恒定律
基础回扣
1.动量守恒表达式
(1)p=p',系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p'。
(2)m1v1+m2v2=m1v1'+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。
(3)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。
(4)Δp=0,系统总动量的变化量为零。
2.适用条件
(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力为零。
(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受到的外力。
(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零,则系统在这一方向上动量守恒。
易错辨析
1.应用动量守恒定律时,各速度不是相对同一参考系。
2.应用动量守恒定律时要注意判断动量是否守恒。
知识点3 碰撞、爆炸与反冲
基础回扣
1.碰撞遵循的三条原则
(1)动量守恒
(2)机械能不增加
Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'或+≥+
(3)速度要合理
①同向碰撞:碰撞前,后面的物体速度大;碰撞后,前面的物体速度大(或相等)。
②相向碰撞:碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变。
2.弹性碰撞讨论
(1)碰后速度的求解
根据动量守恒和机械能守恒
解得v1'=
v2'=
(2)分析讨论:
当碰前物体2的速度不为零时,若m1=m2,则v1'=v2,v2'=v1,即两物体交换速度。
当碰前物体2的速度为零时,v2=0,则:
v1'=,v2'=,
①m1=m2时,v1'=0,v2'=v1,碰撞后两物体交换速度。
②m1>m2时,v1'>0,v2'>0,碰撞后两物体沿同方向运动。
③m1<m2时,v1'<0,v2'>0,碰撞后质量小的物体被反弹回来。
易错辨析
物体在爆炸过程中因内力远远大于外力,动量近似守恒,但因有化学能转化为机械能,因此机械能增加。
