高中物理動(dòng)量守恒定律重要知識(shí)點(diǎn)
動(dòng)量守恒定律是高中物理學(xué)中的重要規(guī)律之一,學(xué)生要掌握重要知識(shí)點(diǎn),下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼母咧形锢韯?dòng)量守恒定律重要知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)你有幫助。
高中物理動(dòng)量守恒定律重要知識(shí)點(diǎn)
1、內(nèi)容:相互作用的物體,如果不受外力或所受外力的合力為零,它們的總動(dòng)量保持不變,即作用前的總動(dòng)量與作用后的總動(dòng)量相等.
動(dòng)量守恒定律適用的條件
?、傧到y(tǒng)不受外力或所受合外力為零.
②當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí).
?、勰骋环较虿皇芡饬蛩芎贤饬榱悖蛟摲较蛏蟽?nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí),該方向的動(dòng)量守恒.
3、常見的表達(dá)式
?、賞/=p,其中p/、p分別表示系統(tǒng)的末動(dòng)量和初動(dòng)量,表示系統(tǒng)作用前的總動(dòng)量等于作用后的總動(dòng)量。
?、?Delta;p=0 ,表示系統(tǒng)總動(dòng)量的增量等于零。
?、?Delta;p1=-Δp2,其中Δp1、Δp2分別表示系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)物體初、末動(dòng)量的變化量,表示兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),各自動(dòng)量的增量大小相等、方向相反。
(4)注意點(diǎn):
?、?研究對(duì)象:幾個(gè)相互作用的物體組成的系統(tǒng)(如:碰撞)。
?、?矢量性:以上表達(dá)式是矢量表達(dá)式,列式前應(yīng)先規(guī)定正方向;
?、?同一性(即所用速度都是相對(duì)同一參考系、同一時(shí)刻而言的)
?、?條件:系統(tǒng)不受外力,或受合外力為0。要正確區(qū)分內(nèi)力和外力;
條件的延伸:a.當(dāng)F內(nèi)>>F外時(shí),系統(tǒng)動(dòng)量可視為守恒;(如爆炸問題。)
b.若系統(tǒng)受到的合外力不為零,但在某個(gè)方向上的合外力為零,則這個(gè)方向的動(dòng)量守恒。
高中物理動(dòng)量定理應(yīng)用
用動(dòng)量定理解釋生活中的現(xiàn)象
[例 1] 豎立放置的粉筆壓在紙條的一端.要想把紙條從粉筆下抽出,又要保證粉筆不倒,應(yīng)該緩緩、小心地將紙條抽出,還是快速將紙條抽出?說明理由。
[解析] 紙條從粉筆下抽出,粉筆受到紙條對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力μmg作用,方向沿著紙條抽出的方向.不論紙條是快速抽出,還是緩緩抽出,粉筆在水平方向受到的摩擦力的大小不變.在紙條抽出過程中,粉筆受到摩擦力的作用時(shí)間用t表示,粉筆受到摩擦力的沖量為μmgt,粉筆原來靜止,初動(dòng)量為零,粉筆的末動(dòng)量用mv表示.根據(jù)動(dòng)量定理有:μmgt=mv。
如果緩慢抽出紙條,紙條對(duì)粉筆的作用時(shí)間比較長(zhǎng),粉筆受到紙條對(duì)它摩擦力的沖量就比較大,粉筆動(dòng)量的改變也比較大,粉筆的底端就獲得了一定的速度.由于慣性,粉筆上端還沒有來得及運(yùn)動(dòng),粉筆就倒了。
如果在極短的時(shí)間內(nèi)把紙條抽出,紙條對(duì)粉筆的摩擦力沖量極小,粉筆的動(dòng)量幾乎不變.粉筆的動(dòng)量改變得極小,粉筆幾乎不動(dòng),粉筆也不會(huì)倒下。
用動(dòng)量定理解曲線運(yùn)動(dòng)問題
[例 2] 以速度v0 水平拋出一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物體,若在拋出后5 s未落地且未與其它物體相碰,求它在5 s內(nèi)的動(dòng)量的變化.(g=10 m/s2)。
[解析] 此題若求出末動(dòng)量,再求它與初動(dòng)量的矢量差,則極為繁瑣.由于平拋出去的物體只受重力且為恒力,故所求動(dòng)量的變化等于重力的沖量.則
Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m / s。
[點(diǎn)評(píng)] ① 運(yùn)用Δp=mv-mv0求Δp時(shí),初、末速度必須在同一直線上,若不在同一直線,需考慮運(yùn)用矢量法則或動(dòng)量定理Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求沖量,F(xiàn)必須是恒力,若F是變力,需用動(dòng)量定理I=Δp求解I。
用動(dòng)量定理解決打擊、碰撞問題
打擊、碰撞過程中的相互作用力,一般不是恒力,用動(dòng)量定理可只討論初、末狀態(tài)的動(dòng)量和作用力的沖量,不必討論每一瞬時(shí)力的大小和加速度大小問題。
[例 3] 蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目.一個(gè)質(zhì)量為60 kg的運(yùn)動(dòng)員,從離水平網(wǎng)面3.2 m高處自由落下,觸網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面1.8 m高處.已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.4 s.試求網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖擊力.(取g=10 m/s2)
[解析] 將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),從高h(yuǎn)1處下落,剛接觸網(wǎng)時(shí)速度方向向下,大小 。
彈跳后到達(dá)的高度為h2,剛離網(wǎng)時(shí)速度方向向上,大小,
接觸過程中運(yùn)動(dòng)員受到向下的重力mg和網(wǎng)對(duì)其向上的彈力F.選取豎直向上為正方向,由動(dòng)量定理得: 。
由以上三式解得:,
代入數(shù)值得: F=1.2×103 N。
高中物理動(dòng)量定理應(yīng)用注意事項(xiàng)
1.動(dòng)量定理的研究對(duì)象是單個(gè)物體或可看作單個(gè)物體的系統(tǒng),當(dāng)研究對(duì)象為物體系時(shí),物體系的總動(dòng)量的增量等于相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體系所受外力的合力的沖量,所謂物體系總動(dòng)量的增量是指系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)的體動(dòng)量變化量的矢量和。而物體系所受的合外力的沖量是把系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體所受的一切外力的沖量的矢量和。
2.動(dòng)量定理公式中的F是研究對(duì)象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是變力。當(dāng)合外力為變力時(shí)F則是合外力對(duì)作用時(shí)間的平均值。
3.動(dòng)量定理公式中的Δ(mv)是研究對(duì)象的動(dòng)量的增量,是過程終態(tài)的動(dòng)量減去過程始態(tài)的動(dòng)量(要考慮方向),切不能顛倒始、終態(tài)的順序。
4.動(dòng)量定理公式中的等號(hào)表明合外力的沖量與研究對(duì)象的動(dòng)量增量的數(shù)值相等,方向一致,單位相同。但考生不能認(rèn)為合外力的沖量就是動(dòng)量的增量,合外力的沖量是導(dǎo)致研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)改變的外因,而動(dòng)量的增量卻是研究對(duì)象受外部沖量作用后的必然結(jié)果。
用動(dòng)量定理解題,只能選取地球或相對(duì)地球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體做參照物。忽視沖量和動(dòng)量的方向性,造成I與P正負(fù)取值的混亂,或忽視動(dòng)量的相對(duì)性,選取相對(duì)地球做變速運(yùn)動(dòng)的物體做參照物,是解題錯(cuò)誤的常見情況。
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