高中物理 第1章 第2节 动量 动量守恒定律教案 粤教版选修35Word格式文档下载.docx
- 文档编号:19438406
- 上传时间:2023-01-06
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:81.43KB
高中物理 第1章 第2节 动量 动量守恒定律教案 粤教版选修35Word格式文档下载.docx
《高中物理 第1章 第2节 动量 动量守恒定律教案 粤教版选修35Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理 第1章 第2节 动量 动量守恒定律教案 粤教版选修35Word格式文档下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
指系统内各物体之间的相互作用力.
4.动量守恒定律内容:
如果系统所受到的合外力为零,则系统的总动量保持不变.其表达式:
m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2.
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×
”)
(1)动量是一个矢量,它的方向与速度方向相同.(√)
(2)冲量是一个矢量,它的方向与速度方向相同.(×
)
(3)两个物体的动量相同,其动能也一定相同.(×
(4)只要合外力对系统做功为零,系统动量就守恒.(×
(5)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零.(√)
2.(多选)恒力F作用在质量为m的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,物体没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是( )
A.拉力F对物体的冲量大小为零
B.拉力F对物体的冲量大小是Ftcosθ
C.合力对物体的冲量大小为零
D.重力对物体的冲量大小是mgt
CD [对冲量的计算一定要分清求的是哪个力的冲量,是某一个力的冲量、是合力的冲量、是分力的冲量还是某一个方向上力的冲量,某一个力的冲量与另一个力的冲量无关,故拉力F的冲量为Ft,A、B错误;
物体处于静止状态,合力为零,合力的冲量为零,C正确;
重力的冲量为mgt,D正确.]
3.(多选)关于动量守恒的条件,下面说法正确的是( )
A.只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒
B.只要系统所受合外力为零,系统动量就守恒
C.只要系统所受合外力不为零,则系统在任何方向上动量都不可能守恒
D.系统所受合外力不为零,但系统在某一方向上动量可能守恒
BD [动量守恒的条件是系统所受合外力为零,与系统内有无摩擦力无关,选项A错误,B正确.系统合外力不为零时,在某方向上合外力可能为零,此时在该方向上系统动量守恒,选项C错误,D正确.]
对动量和冲量的理解
1.动量
(1)对动量的认识
①瞬时性:
通常说物体的动量是物体在某一时刻或某一位置的动量,动量的大小可用p=mv表示.
②矢量性:
动量的方向与物体的瞬时速度的方向相同.
③相对性:
因物体的速度与参考系的选取有关,故物体的动量也与参考系的选取有关.
(2)动量的变化量
是矢量,其表达式Δp=p2-p1为矢量式,运算遵循平行四边形定则,当p2、p1在同一条直线上时,可规定正方向,将矢量运算转化为代数运算.
(3)动量和动能的区别与联系
物理量
动量
动能
区别
标矢性
矢量
标量
大小
p=mv
Ek=
mv2
变化
情况
v变化,p一定变化
v变化,ΔEk
可能为零
联系
p=
,Ek=
2.冲量
(1)冲量的理解
①冲量是过程量,它描述的是力作用在物体上的时间积累效应,求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.
②冲量是矢量,冲量的方向与力的方向相同.
(2)冲量的计算
①求某个恒力的冲量:
用该力和力的作用时间的乘积.
②求合冲量的两种方法:
a.分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;
b.如果各个力的作用时间相同,也可以先求合力,再用公式I合=F合Δt求解.
③求变力的冲量:
a.若力与时间成线性关系变化,则可用平均力求变力的冲量.
b.若给出了力随时间变化的图象如图所示,可用面积法求变力的冲量.
c.利用动量定理求解.
【例1】 如图所示,一足球运动员踢一个质量为0.4kg的足球.
(1)若开始时足球的速度是4m/s,方向向右,踢球后,球的速度为10m/s,方向仍向右(如图甲),求足球的初动量、末动量以及踢球过程中动量的改变量;
(2)若足球以10m/s的速度撞向球门门柱,然后以3m/s的速度反向弹回(如图乙),求这一过程中足球的动量改变量.
[解析]
(1)取向右为正方向,初、末动量分别为
p=mv=0.4×
4kg·
m/s=1.6kg·
m/s,方向向右
p′=mv′=0.4×
10kg·
m/s=4kg·
动量的改变量为Δp=p′-p=2.4kg·
m/s,方向向右.
(2)取向右为正方向,初、末动量分别为
p1=mv1=0.4×
p2=mv2=0.4×
(-3)kg·
m/s=-1.2kg·
m/s,即方向向左
动量的改变量为Δp′=p2-p1=-5.2kg·
m/s,即方向向左.
[答案] 见解析
关于动量变化量的求解
1.若初、末动量在同一直线上,则在选定正方向的前提下,可化矢量运算为代数运算.
2.若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则.
训练角度1:
对冲量的理解与计算
1.(多选)两个质量相等的物体,在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始自由下滑,在它们到达斜面底端的过程中( )
A.重力的冲量相同
B.重力的功相同
C.斜面弹力的冲量均为零
D.斜面弹力的功均为零
BD [设斜面高为h,倾角为θ,物体质量为m,则两物体滑至斜面底端的过程中,重力做功均为mgh,由
=
gsinθ·
t2知,物体滑至底端用时t=
,重力的冲量IG=mgt=
,与θ有关,故重力的冲量不同,A项错误,B项正确;
斜面的弹力方向与物体运动方向垂直,不做功,但弹力的冲量不为零,C项错误,D项正确.]
训练角度2:
对动量变化量的理解
2.(多选)关于动量的变化,下列说法正确的是( )
A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp的方向与运动方向相同
B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp的方向与运动方向相反
C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零
D.物体做平抛运动时,动量的增量一定不为零
ABD [当做直线运动的物体的速度增大时,其末态动量p2大于初态动量p1,由矢量的运算法则可知Δp=p2-p1>0,与物体运动方向相同,如答图(a)所示,所以选项A正确.当做直线运动的物体速度减小时,p2<p1,如答图(b)所示,Δp与p1(或p2)方向相反,与运动方向相反,选项B正确.当物体的速度大小不变时,其方向可能变化,也可能不变化.动量可能不变化即Δp=0,也可能动量大小不变而方向变化,此种情况Δp≠0,选项C错误.当物体做平抛运动时,速度的大小和方向都变化,即动量一定变化,Δp一定不为零,如答图(c)所示,故选项D正确.]
动量定理的理解及应用
1.对动量定理的理解
(1)冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度.这里所说的冲量是物体所受的合外力的冲量.
(2)作用在物体上的合外力等于物体动量的变化率,F=
,这实际上是牛顿第二定律的另一种表达式.
(3)动量定理的表达式是矢量式.在一维的情况下,各个矢量必须以规定的方向为正方向.
(4)动量定理具有普适性,动量定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动,既适用于宏观物体,也适用于微观物体.
2.动量定理的应用
(1)定性分析有关现象
用动量定理解释的现象一般可分为两类:
一类是物体的动量变化一定,此时力的作用时间越短,力就越大;
力的作用时间越长,力就越小.另一类是作用力一定,此时力的作用时间越长,动量变化越大;
力的作用时间越短,动量变化越小.分析问题时,要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚.
(2)定量计算某过程中合外力的冲量或动量变化量
根据动量定理,一个物体的动量变化量Δp与合外力的冲量大小相等,方向相同,据此有:
例如求平抛物体在一段时间内动量的变化量,就可用重力的冲量来代替:
Δp=mgΔt.
如求做匀速圆周运动的物体在某段时间内向心力的冲量,由于向心力是变力,不能用力乘时间直接求,只能用动量的变化量来替换:
I向心力=mv′-mv(矢量式).
(3)应用动量定理解题的基本步骤
①确定研究对象;
②进行受力分析,分析每个力的冲量,求出合力的冲量;
③选定正方向,研究物体初、末状态的动量;
④根据动量定理列方程求解.
【例2】 高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )
A.10N B.102N
C.103ND.104N
C [根据自由落体运动和动量定理有2gh=v2(h为25层楼的高度,约70m),Ft=mv,代入数据解得F≈1×
103N,所以C正确.]
动量定理应用的三点提醒
1.若物体在运动过程中所受的力不是同时的,可将受力情况分成若干阶段来解.
2.在用动量定理解题时,一定要认真进行受力分析,不可有遗漏,比如漏掉物体的重力.
3.列方程时一定要先选定正方向,将矢量运算转化为代数运算.
对动量定理的理解
3.(多选)从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是( )
A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小
B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用力大,而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小
CD [两种情况下,Δp相同,所用时间不同.由F=
可知C、D正确.]
动量定理的应用
4.如图,弹簧上端固定,下端悬挂质量为m的小球.某时刻小球的速度大小为v,方向向下.时间t后,小球的速度大小仍为v,方向向上.重力加速度为g,不计空气阻力.此过程中( )
A.小球先向下做匀减速运动,后向上做匀加速运动
B.小球的机械能守恒
C.小球的动量变化量大小为2mv
D.小球受到弹力的冲量大小为2mv-mgt
C [小球受重力和弹簧的弹力,重力不变,弹力变化,故合外力变化,加速度变化,故A错误;
小球和弹簧组成的系统机械能守恒,小球机械能不守恒,故B错误;
以小球为研究对象,取向上为正方向,小球的动量变化量为Δp=mv-(-mv)=2mv,整个过程中根据动量定理可得:
I-mgt=mv-(-mv),得小球所受弹簧弹力冲量的大小为:
I=2mv+mgt.故C正确,D错误;
]
动量守恒定律的理解
1.动量守恒定律成立的条件
(1)系统不受外力作用时,系统动量守恒.
(2)若系统所受外力之和为零,则系统动量守恒.
(3)系统所受合外力虽然不为零,但系统的内力远大于外力时,如碰撞、爆炸等现象中,系统的动量可近似看成守恒.
(4)系统总的来看不符合以上三条中的任意一条,则系统的总动量不守恒.但是,若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条,则系统在该方向上动量守恒.
为了方便理解和记忆,我们把以上四个条件简单概括为:
(1)、
(2)为理想条件,(3)为近似条件,(4)为单方向的动量守恒条件.
2.动量守恒定律的适用范围
它是自然界最普遍、最基本的规律之一.不仅适用于宏观、低速领域,而且适用于微观、高速领域.小到微观粒子,大到天体,无论内力是什么性质的力,只要满足守恒条件,动量守恒定律总是适用的.
3.动量守恒定律的表达式
(1)p=p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′).
(2)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反).
(3)Δp=0(系统总动量增量为零).
(4)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).
【例3】 将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上,水平面光滑.开始时甲车速度大小为3m/s,乙车速度大小为2m/s,方向相反并在同一直线上,如图所示.
(1)当乙车速度为零时,甲车的速度多大?
方向如何?
(2)由于磁性极强,故两车不会相碰,那么两车的距离最小时,乙车的速度是多大?
思路点拨:
(1)水平面光滑,两小车和两磁铁组成的系统动量守恒.
(2)两车的距离最小时两车的速度相同.
[解析] 两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用,两磁铁之间的磁力是系统内力,系统动量守恒,设向右为正方向.
(1)v甲=3m/s,v乙=-2m/s
据动量守恒得:
mv甲+mv乙=mv甲′,代入数据解得
v甲′=v甲+v乙=(3-2)m/s=1m/s,方向向右.
(2)两车相距最小时,两车速度相同,设为v′,
由动量守恒得:
mv甲+mv乙=mv′+mv′
解得v′=
m/s=0.5m/s,方向向右.
[答案]
(1)1m/s 方向向右
(2)0.5m/s 方向向右
关于动量守恒定律理解的三个误区
1.误认为只要系统初、末状态的动量相同,则系统动量守恒.产生误区的原因是没有正确理解动量守恒定律,系统在变化的过程中每一个时刻动量均不变,才符合动量守恒定律.
2.误认为两物体作用前后的速度在同一条直线上时,系统动量才能守恒.产生该错误认识的原因是没有正确理解动量守恒的条件,动量是矢量,只要系统不受外力或所受合外力为零,则系统动量守恒,系统内各物体的运动不一定共线.
3.误认为动量守恒定律中,各物体的动量可以相对于任何参考系.出现该误区的原因是没有正确理解动量守恒定律,应用动量守恒定律时,各物体的动量必须是相对于同一惯性参考系,一般情况下,选地面为参考系.
系统动量守恒的判断
5.如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,若A、B两物体分别向左、右运动,则有( )
A.A、B系统动量守恒
B.A、B、C系统动量守恒
C.小车静止不动
D.小车向右运动
B [弹簧释放后,C对A的摩擦力向右,大小为μmAg,C对B的摩擦力向左,大小为μmBg,所以A、B系统所受合外力方向向右,动量不守恒,选项A错误.由于力的作用是相互的,A对C的摩擦力向左,大小为μmAg,B对C的摩擦力向右,大小为μmBg,所以C所受合外力方向向左而向左运动,选项C、D错误.由于地面光滑,A、B、C系统所受合外力为零,动量守恒,选项B正确.]
动量守恒定律的应用
6.如图所示,两个小物块a、b静止在光滑水平面上,它们之间由一根细线连接且夹着一个处于压缩状态的轻弹簧.烧断细线后,被弹出的小物块a、b在同一直线上运动,且弹簧与它们分离.a、b的质量分别是2kg和4kg,则下列判断正确的是( )
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 第1章 第2节 动量 动量守恒定律教案 粤教版选修35 守恒定律 教案 粤教版 选修 35
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)