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高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題58 動(dòng)量 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律(講)(含解析)1

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高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題58 動(dòng)量 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律(講)(含解析)1

專題58 動(dòng)量 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律(講)命題規(guī)律(1)動(dòng)量和動(dòng)量守恒等基本概念、規(guī)律的理解,一般結(jié)合碰撞等實(shí)際過程考查;(2)綜合運(yùn)用動(dòng)量和機(jī)械能的知識(shí)分析較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程;(3)光電效應(yīng)、波粒二象性的考查;(4)氫原子光譜、能級(jí)的考查;(5)放射性元素的衰變、核反應(yīng)的考查;(6)質(zhì)能方程、核反應(yīng)方程的計(jì)算;(7)與動(dòng)量守恒定律相結(jié)合的計(jì)算復(fù)習(xí)策略(1)深刻理解動(dòng)量守恒定律,注意動(dòng)量的矢量性、瞬時(shí)性、同一性和同時(shí)性;(2)培養(yǎng)建模能力,將物理問題經(jīng)過分析、推理轉(zhuǎn)化為動(dòng)力學(xué)問題;(3)深刻理解基本概念和基本規(guī)律;(4)關(guān)注科技熱點(diǎn)和科技進(jìn)步;(5)體會(huì)微觀領(lǐng)域的研究方法,從實(shí)際出發(fā),經(jīng)分析總結(jié)、提出假設(shè)、建立模型,再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)新的問題,從而對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正1理解動(dòng)量、動(dòng)量變化量、動(dòng)量定理的概念2知道動(dòng)量守恒的條件1、動(dòng)量、動(dòng)量定理(1)動(dòng)量定義:運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做物體的動(dòng)量,通常用p來表示。表達(dá)式:pmv。單位:kgm/s。標(biāo)矢性:動(dòng)量是矢量,其方向和速度方向相同。(2)沖量定義:力和力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量。表達(dá)式:IFt。單位:Ns。標(biāo)矢性:沖量是矢量,它的方向由力的方向決定。(3)動(dòng)量定理項(xiàng)目動(dòng)量定理內(nèi)容物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過程中所受力的沖量表達(dá)式ppF合t或mvmvF合t意義合外力的沖量是引起物體動(dòng)量變化的原因標(biāo)矢性矢量式(注意正方向的選?。?、動(dòng)量守恒定律(1)內(nèi)容:如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力,或者所受外力的矢量和為0,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。(2)表達(dá)式:m1v1m2v2m1v1m2v2或pp。(3)適用條件理想守恒:系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零,則系統(tǒng)動(dòng)量守恒。近似守恒:系統(tǒng)受到的合力不為零,但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)量可近似看成守恒。分方向守恒:系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受合力為零時(shí),系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒??键c(diǎn)一動(dòng)量定理的理解與應(yīng)用1應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)應(yīng)注意(1)動(dòng)量定理的研究對(duì)象是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)(或可視為一個(gè)物體的系統(tǒng))。(2)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式,在一維情況下,各個(gè)矢量必須選同一個(gè)正方向。2動(dòng)量定理的應(yīng)用(1)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象物體的動(dòng)量變化一定,此時(shí)力的作用時(shí)間越短,力就越大;時(shí)間越長,力就越小。作用力一定,此時(shí)力的作用時(shí)間越長,動(dòng)量變化越大;力的作用時(shí)間越短,動(dòng)量變化越小。(2)應(yīng)用Ip求變力的沖量。(3)應(yīng)用pFt求恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)中物體動(dòng)量的變化量。重點(diǎn)歸納1、動(dòng)量的性質(zhì)矢量性:方向與瞬時(shí)速度方向相同。瞬時(shí)性:動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量,是針對(duì)某一時(shí)刻而言的。相對(duì)性:大小與參考系的選取有關(guān),通常情況是指相對(duì)地面的動(dòng)量。3動(dòng)量、動(dòng)能、動(dòng)量的變化量的關(guān)系動(dòng)量的變化量:ppp。動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系:2、用動(dòng)量定理解題的基本思路3、理解動(dòng)量定理時(shí)應(yīng)注意(1)動(dòng)量定理表明沖量既是使物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因,又是物體動(dòng)量變化的量度這里所說的沖量是物體所受的合外力的沖量(或者說是物體所受各外力沖量的矢量和)(2)動(dòng)量定理的研究對(duì)象是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)(或可視為一個(gè)物體的系統(tǒng))(3)動(dòng)量定理是過程定理,解題時(shí)必須明確過程及初末狀態(tài)的動(dòng)量(4)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式,在一維情況下,各個(gè)矢量必須選一個(gè)規(guī)定正方向(5)對(duì)過程較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),可分段用動(dòng)量定理,也可整個(gè)過程用動(dòng)量定理。4、用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象用動(dòng)量定理解釋的現(xiàn)象一般可分為兩類:一類是物體的動(dòng)量變化一定,此時(shí)力的作用時(shí)間越短,力就越大;時(shí)間越長,力就越小另一類是作用力一定,此時(shí)力的作用時(shí)間越長,動(dòng)量變化越大;力的作用時(shí)間越短,動(dòng)量變化越小分析問題時(shí),要把哪個(gè)量一定,哪個(gè)量變化搞清楚典型案例質(zhì)量為1kg的小球從離地面5m高處自由落下,空氣阻力不計(jì),碰地后反彈的高度為08m,碰地的時(shí)間為005s規(guī)定豎直向下為正方向,則碰地過程中,小球動(dòng)量的增量為_kgm/s,小球?qū)Φ氐钠骄饔昧Υ笮開(小球與地面作用過程中,重力沖量不能忽略,g取10m/s2)【答案】-14;【解析】 小球碰地前的速度為:,小球碰地后的速度大小為:規(guī)定豎直向下為正方向,則小球動(dòng)量的增量:根據(jù)動(dòng)量定理得:,解得:,負(fù)號(hào)表示方向豎直向上。【名師點(diǎn)睛】根據(jù)速度位移公式分別求出小球碰地前和碰地后的速度,從而小球動(dòng)量的增量,根據(jù)動(dòng)量定理求出小球?qū)Φ氐钠骄饔昧Υ笮『头较?;本題考查了動(dòng)量定理以及自由落體運(yùn)動(dòng)位移速度公式的基本運(yùn)用,知道公式的矢量性。針對(duì)練習(xí)1從地面上方同一高度沿水平和豎直向上方向分別拋出兩個(gè)等質(zhì)量的小物體,拋出速度大小都是為,不計(jì)空氣阻力,對(duì)兩個(gè)小物體以下說法正確的是: ( ) A落地時(shí)的速度相同 B落地時(shí)重力做功的瞬時(shí)功率相同 C從拋出到落地重力的沖量相同 D兩物體落地前動(dòng)量變化率相等【答案】D【名師點(diǎn)睛】根據(jù)動(dòng)能定理比較落地時(shí)的動(dòng)能大小;重力做功與路徑無關(guān),與首末位置的高度差有關(guān),通過比較運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比較重力做功的平均功率;通過比較落地時(shí)豎直方向上的速度比較重力做功的瞬時(shí)功率。針對(duì)練習(xí)2如圖一質(zhì)量為M=2kg的鐵錘,在距樁面h=32m處從靜止開始沿豎直軌道自由落下,打在一個(gè)質(zhì)量為m=6kg的木樁上,隨即與木樁一起向下運(yùn)動(dòng), 經(jīng)時(shí)間t=01s停止運(yùn)動(dòng)。求木樁向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地面的平均阻力大小。(鐵錘的橫截面小于木樁的橫截面)【答案】240N【名師點(diǎn)睛】此題是動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律的考查;關(guān)鍵是掌握這些定理的使用方法,正確選取研究對(duì)象及研究過程,并且要規(guī)定正方向考點(diǎn)二動(dòng)量守恒定律的條件及應(yīng)用1動(dòng)量守恒定律適用條件(1)前提條件:存在相互作用的物體系。(2)理想條件:系統(tǒng)不受外力。(3)實(shí)際條件:系統(tǒng)所受合外力為0。(4)近似條件:系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受的外力。(5)方向條件:系統(tǒng)在某一方向上滿足上面的條件,則此方向上動(dòng)量守恒。2動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式(1)m1v1m2v2m1v1m2v2,相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和。(2)p1p2,相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向。(3)p0,系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零。重點(diǎn)歸納1、動(dòng)量守恒的判斷(1)動(dòng)量守恒定律的研究對(duì)象都是相互作用的物體組成的系統(tǒng)系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒,與選擇哪幾個(gè)物體作為系統(tǒng)和分析哪一段運(yùn)動(dòng)過程有直接關(guān)系。(2)分析系統(tǒng)內(nèi)物體受力時(shí),要弄清哪些是系統(tǒng)的內(nèi)力,哪些是系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)的作用力。2、動(dòng)量守恒定律的不同表達(dá)形式(1)pp,系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p。(2)m1v1m2v2m1v1m2v2,相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和。(3)p1p2,相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向。(4)p0,系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零。3、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的步驟(1)明確研究對(duì)象,確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過程);(2)進(jìn)行受力分析,判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒(或某一方向上動(dòng)量是否守恒);(3)規(guī)定正方向,確定初、末狀態(tài)動(dòng)量;(4)由動(dòng)量守恒定律列出方程;(5)代入數(shù)據(jù),求出結(jié)果,必要時(shí)討論說明。典型案例如圖所示,足夠長的木板A和物塊C置于同一光滑水平軌道上,物體B置于A的左端,A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m和3m,已知A、B一起以的速度向右運(yùn)動(dòng),滑塊C向左運(yùn)動(dòng),A、C碰后連成一體,最終A、B、C都靜止,求A、C碰撞過程中C對(duì)A的沖量大小【答案】【名師點(diǎn)睛】已知A、B一起以的速度向右運(yùn)動(dòng),滑塊C向左運(yùn)動(dòng),A、C碰后連成一體,最終A、B、C都靜止,運(yùn)用動(dòng)量守恒定律求出C與A碰撞前的速度大小根據(jù)動(dòng)量定理求解C對(duì)A的沖量的大小針對(duì)練習(xí)1在足夠長的光滑水平面上有一個(gè)寬度為L的矩形區(qū)域,只要物體在此區(qū)域內(nèi)就會(huì)受到水平向右的恒力F的作用。兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球如圖所示放置,B球靜止于區(qū)域的右邊界,現(xiàn)將A球從區(qū)域的左邊界由靜止釋放,A球向右加速運(yùn)動(dòng),在右邊界處與B球碰撞(碰撞時(shí)間極短)。若兩球只發(fā)生一次碰撞,且最終兩球的距離保持不變,求(i)A、B兩球的質(zhì)量之比;(ii)碰撞過程中A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失?!敬鸢浮?(i);(ii)【解析】(ii)碰撞過程中系統(tǒng)機(jī)械能損失:解得:【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了動(dòng)量守恒定律、功能關(guān)系。屬于中等難度的題目。本題考查了動(dòng)量守恒和能量守恒的綜合運(yùn)用,知道A、B碰撞后速度大小相等,方向相反是解決本題的關(guān)鍵,運(yùn)用動(dòng)量守恒解題時(shí)注意速度的方向。 針對(duì)練習(xí)2在一水平支架上放置一個(gè)質(zhì)量m1=098kg的小球A,一顆質(zhì)量為m0=20g的子彈以水平初速度V0=300ms的速度擊中小球A并留在其中。之后小球A水平拋出恰好落入迎面駛來的沙車中,已知沙車的質(zhì)量m2=2kg,沙車的速度v1=2ms,水平面光滑,不計(jì)小球與支架間的摩擦。若子彈打入小球A的過程用時(shí)t=001s,子彈與小球間的平均作用力大?。磺笞罱K小車B的速度。【答案】(1)588N(2)2/3m/s【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了動(dòng)量守恒定律以及動(dòng)量定理的直接應(yīng)用,要求同學(xué)們能正確分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,注意應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)要規(guī)定正方向

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