xx届高考物理第一轮总复习教案032

XX届高考物理第一轮总复习教案032 本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址 www. 5y kj. co m 第32讲 动量守恒定律及其应用 教学目标 .掌握冲量、动量、动量定理、动量守恒定律及其应用 2. 理解弹性碰撞和非弹性碰撞，并会计算相关问题 重点动量定理与动量守恒定律的应用 难点动量守恒定律 知识梳理 一、基本概念比较 .冲量与功的比较 定义式冲量的定义式I Ft功的定义式wFscos 6 属性冲量是矢量，既有大小又有方向功是标量，只有大 小没有方向 2. 动量与动能的比较 定义式动量的定义式pmv动能的定义式Ek12mv2 属性动量是矢量动能是标量 动量与动能量值间的关系p 2mEkEk p22m 12pv 动量和动能都是描述物体状态的量，都有相对性，都与 物体的受力情况无关.动量的变化和动能的变化都是过程量, 都是针对某段时间而言的. 3. 动量定理 1 动量定理的基本形式与表达式Ip. 分方向的表达式lx合A px, ly合A py. 2 动量定理推论动量的变化率等于物体所受的合 外力，艮P A p A t F 二、动量守恒定律 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 守恒是指整个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. 动量守恒定律的表达形式 1 ,即 plp2pl/p2/, 2 A pl A p20, A pl- A p2 3. 理解1正方向 2 同参同系 3 微观和宏观都适用 4. 动量守恒定律的适用条件 1 标准条件系统不受外力或系统所受外力之和为 零. （2）近似条件系统所受外力之和虽不为零，但比系 统的内力小得多，可以忽略不计. （3）分量条件系统所受外力之和虽不为零，但在某 个方向上的分量为零，则在该方向上系统总动量的分量保持 不变. 5. 使用动量守恒定律时应注意 （1）速度的瞬时性； （2）动量的矢量性； （3）时间的同一性. 6. 应用动量守恒定律解决问题的基本思路和方法 （1）分析题意，明确研究对象.在分析相互作用的物 体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体统称为系 统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行 分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用， 从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的. （2）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，哪些是作用于系 统的外力.在受力分析的基础上根据动量守恒定律的条件, 判断能否应用动量守恒定律. （3）明确所研究的相互作用过程，确定过程的始末状 态，即系统内各个物体的初动量和末动量的值或表达式. 4 确定正方向，建立动量守恒方程求解. 三、碰撞 两个物体在极短时间内发生相互作用，这种情况称为碰 撞。由于作用时间极短，一般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。 .弹性碰撞碰撞过程中不但系统的总动量守恒，而且 碰撞前后动能也守恒。一般地两个硬质小球的碰撞，都很接 近弹性碰撞。 如两个物体弹性正碰，碰前速度分别为vl、v2,碰后速 度分别为vl‘、v2，,则有 ;可以解得碰后速度。 2. 非弹性碰撞碰撞过程中只有动量守恒，动能并不守 恒。 3. 完全非弹性碰撞两个物体碰撞后粘在一起。 4. 碰撞过程的三个基本原则 1 动量守恒。 2 动能不增加。 3 碰撞后各物体运动状态的合理性。 四、反冲、爆炸现象 反冲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。在反冲现象里，系统的动量是守恒的。内力远大于外力， 过程持续时间很短，即使系统所受合外力不为零，但合外力 的冲量很小，可以忽略不计，可认为动量守恒。 爆炸过程中虽然动量守恒，但由于其他形式的能转化为 机械能，所以爆炸前后机械能并不守恒，其动能要增加。 题型讲解 .动量定理的应用问题 如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水 平地面上，瓶的底端与竖直墙壁接触.现打开右端阀门，气 体向外喷出，设喷口的面积为S,气体的密度为P,气体向 外喷出的速度为V,则气体刚喷出时贮气瓶底端对竖直墙壁 的作用力大小是 A. P vS B. P v2S c. 12 P v2S D. P v2S 【解析】小 时间内喷出气体的质量小mpSv8226; A t 对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由 动量定理得 F8226; At Am8226;v-0 解得Fpv2S. 【答案】D 点评动量定理对多个物体组成的系统也成立，而动能 定理对于多个物体组成的系统不适用. 2.动量定理对生活中一些现象的解释 玻璃杯同一高度下落下，掉在水泥地上比掉在草地上容 易碎，这是由于玻璃杯与水泥地撞击的过程中 A. 玻璃杯的动量较大 B. 玻璃杯受到的冲量较大 c.玻璃杯的动量变化较大 D.玻璃杯的动量变化较快 【解析】玻璃杯从相同的高度落下，落地时的速度大小 是相同的，经过与地面撞击，最后速度都变为零，所以无论 是落在水泥地上还是落在草地上，玻璃杯动量的变化是相同 的，由动量定理可知，两种情况下玻璃杯受到的合外力的冲 量也是相同的，所以选项A、B和c都是错误的；但由于掉 在水泥地上时，作用的时间较短，所以玻璃杯受到的合外力 的冲力较大，若把动量定理的表达式写成，就可以得出玻璃 杯易碎的原因是“玻璃杯的动量变化较快”，所以选项D是 正确的。 点评本题利用动量定理解释了一个生活中很常见的例 子，解决问题的关键在于抓住了两种情况中“动量变化相等”, 而“作用时间不等”这两个特点。类似的现象还有很多，如 跳高时落在海绵垫上，跳远时落在沙坑里，船靠码头时靠在 车胎上，电器包装在泡沫塑料垫上，人从高处跳下时先用脚 尖着地等等，道理都是如此。 3. 求变力的冲量 如图所示，长为的轻绳的一端固定在点，另一端系一质 量为的小球，将小球从点正下方处以一定的初速度水平向右 抛出，经一定时间的运动轻绳被拉直，以后小球将以点为圆 心在竖直平面内摆动。已知轻绳刚被拉直时绳与竖直方向成 角，试求 ⑴小球被水平抛出时的初速度； ⑵在轻绳被拉直的瞬间，圆心点受到的冲量。 【解析】⑴设经过时间轻绳被拉直，则由平抛运动的规 律可得 解以上两式，得 ⑵轻绳刚被拉直的瞬间，小球的瞬时速度为 设速度与竖直方向的夹角为，则 所以 显然，这与轻绳和竖直方向的夹角是相同的，则小球该 时刻的动量为 设轻绳被拉直的方向为正方向，则由动量定理得 故，圆心点受到的冲量大小为，方向沿轻绳斜向下。 点评本题涉及了平抛运动和动量定理两部分的知识, 特别