物理选修3-5(碰撞与动量守恒)知识点与习题

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1、碰撞与动量守恒核心内容课标解读动量和冲量1理解动量的的概念，知道冲量的意义2理解动量和冲量都是矢量，会计算一维动量变化3理解动量变化和力之间的关系，会用来计算相关问题动量守恒定律4理解动量守恒定律的确切含义，知道其适用范围0掌握动量守恒定律解题的一般步骤6会用动量守恒定律分析、解决碰撞、爆炸等相互作用7会应用动量守恒定律解决一维运动有关问题反冲运动8知道什么是反冲，9知道火箭的飞行原理和用途，能解释喷气飞机的原理10了解动量守恒定律在实际生活中的意义和作用冲量和动量是物理学中的重要概念，动量泄理和动量守恒是自然界中最重要、

2、最普遍、最基本的客观规律之一.动量定理和动量守恒定律是可以用牛顿笫二定律导出，但适用范围比牛顿第二定律要广。动量守恒定律广泛应用于碰撞、爆炸、冲击；近代物理中微观粒子的研究,火箭技术的发展都离不开动量守恒定律有关的物理知识。在自然界中，大到天体间的相互作用，小到如质子、中子等基本粒子间的相互作用，都遵守动量守恒定律。本章内容高考年年必考，题型全面，选择题主要考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运

3、动状态的可能值；计算题主要考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力。一般过程复杂、难度大、能力要求高，经常是高考的压轴题。高考屮有关动量的计算题在分析解答问题的过程屮常会运用数学的归纳、推理的方法,解答多次反复碰撞问题，要求考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学解决物理问题。运用数学解决物理问题的能力是高考中能力考查的重点内容之一，加强这方面的练习十分必要。—、动量和冲量◎知识梳理1.动量的概念(1)定义：物体的质量和速度的乘积叫做动量：p=mv(2)动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻

4、相对应。(3)动暈是矢暈，它的方向和速度的方向相同。(1)动量的相对性：由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动量具有相对性。题中没有特别说明的，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。(2)动量的变化：Ap=pf-p0.由于动量为矢量，则求解动量的变化时，其运算遵循平行四边形定则。A、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。B、若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则。(3)动量与动能的关系：P=』2mEk,注意动量是矢量，动能是标量，动量改变，

5、动能不一定改变，但动能改变动量是一定要变的。1.冲量的概念(1)定义:力和力的作用时间的乘积叫做冲量：I=Fi(2)冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。(3)冲量是矢量，它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同)。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。(4)高中阶段只要求会用I=Ft计算恒力的

6、冲量。对于变力的冲量，高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。(5)要注意的是：冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。特别是力作用在静止的物体上也有冲量。2.求恒力和变力冲量的方法。恒力F的冲量直接根据I=Ft求，而变力的冲量--般要由动量定理或F-t图线与横轴所夹的面积來求。◎例题评析【例1］质量为加的小球由高为H的、倾角为e光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大？【分析与解答】：力的作用时间都是心匚工^二丄岸，力的大小依次是加&、Ngszesin&Yg加geosB和哗

7、.sine,所以它们的冲量依次是：sin&'=m』2gH特别要注意，该过程中弹力虽然不做功，但对物体有冲量。【例2］质量为加的小球由高为H的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大？【分析与解答】：力的作用时间都是r島二氏J乎，力的人小依次是啊〃增cosa和加gsina,所以它们的冲量依次是：sinatana【例3】一个物体同时受到两个力F】、F2的作用，F［、F2与吋间t的关系如图1所示,如果该物体从静止开始运动，经过匸10s后R、F2以及合力F的冲量各是多少？【分析与解答］：我们看到两个力都是变

8、力，但其变化是均匀的,故可以平其平均值，即初未的一半。经过t=10s后,F

9、的冲量Ii二10x10/2二50N.SF2的冲量I2=-50N.S,合力F的冲量为0.二.动量定理◎知识梳理（1）.动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。既I=^p（2）动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲