内容正文:
易错点09 动量守恒定律
易错题【01】冲量和动量理解有误
动能、动量、动量变化量的比较
动能
动量
动量变化量
定义
物体由于运动而具有的能量
物体的质量和速度的乘积
物体末动量与初动量的矢量差
定义式
Ek=mv2
p=mv
Δp=p′-p
标矢性
标量
矢量
矢量
特点
状态量
状态量
过程量
关联
方程
Ek=,Ek=pv,p=,p=
联系
(1)都是相对量,与参考系的选取有关,通常选取地面为参考系
(2)若物体的动能发生变化,则动量一定也发生变化;但动量发生变化时动能不一定发生变化
易错题【02】动量定理及其应用理解有误
1. 动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力。系统内力的作用不改变整个系统的总动量。
2. 用牛顿第二定律和运动学公式能求解恒力作用下的匀变速直线运动的间题,凡不涉及加速度和位移的,用动量定理也能求解,且较为简便。
但是,动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。对于变力,动量定理中的F应当理解为变力在作用时间内的平均值。
3.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;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。
4.应用求变力的冲量:如果物体受到变力作用,则不直接用求变力的冲量,这时可以求出该力作用下的物体动量的变化,等效代换变力的冲量I。
5.应用求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化:曲线运动中物体速度方向时刻在改变,求动量变化需要应用矢量运算方法,比较复杂,如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换动量的变化。
易错题【03】动量守恒定律及其应用理解有误
“三类”模型问题
1.“子弹打木块”模型
(1)“木块”放置在光滑的水平面上
①运动性质:“子弹”对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动;“木块”在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动.
②处理方法:通常由于“子弹”和“木块”的相互作用时间极短,内力远大于外力,可认为在这一过程中动量守恒.把“子弹”和“木块”看成一个系统:a.系统水平方向动量守恒;b.系统的机械能不守恒;c.对“木块”和“子弹”分别应用动能定理.
(2)“木块”固定在水平面上
①运动性质:“子弹”对地在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动;“木块”静止不动.
②处理方法:对“子弹”应用动能定理或牛顿第二定律.
2.“反冲”和“爆炸”模型
(1)反冲
①定义:当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量,这种现象叫反冲运动.
②特点:系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力.实例:发射炮弹、发射火箭等.
③规律:遵从动量守恒定律.
(2)爆炸问题
爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用时间很短,作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒.如爆竹爆炸等.
3.“人船模型”问题
(1)模型介绍
两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒.在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的问题即为“人船模型”问题.
(2)模型特点
①两物体满足动量守恒定律:m1v1-m2v2=0.
②运动特点:人动船动,人静船静,人快船快,人慢船慢,人左船右;人船位移比等于它们质量的反比;人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比,即==.
③应用==时要注意:v1、v2和x1、x2一般都是相对地面而言的。
01 冲量和动量理解有误
(2021·湖南卷)物体的运动状态可用位置和动量描述,称为相,对应图像中的一个点。物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是( )
A.B.C.D.
【警示】冲量和动量理解有误
【问诊】质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有
而动量为
联立可得
动量关于为幂函数,且,故正确的相轨迹图像为D。
故选D。
【答案】D
【叮嘱】冲量的三种计算方法
公式法
利用定义式I=Ft计算冲量,此方法仅适用于恒力的冲量,无需考虑物体的运动状态
图象法
利用F-t图象计算,F-t图象围成的面积表示冲量,此法既可以计算恒力的冲量,也可以计算变力的冲量
动量
定理法
如果物体受到大小或方向变化的力的作用,则不能直接用I=Ft求变力的冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化量,由I=Δp求变力的冲量
(2021·全国卷)水平桌面上,一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动,物体通过的路程等于时