2025届高考物理三轮复习课件 动量、动量定理、动量守恒定律

第二节 动量、动量定理、动量守恒定律 一、动量： （一)动量的概念： 物体的质量与其速度的乘积。 （二）动量的性质： 1.动量是由物体的质量m和物体的速度v共同决定的。 2.动量是矢量，其方向与速度的方向相同。 3.动量是一个状态量。 二、冲量： 1.定义： 力和力的作用时间的乘积。 2.冲量的性质： A.冲量是矢量， 如果力的方向不变，其方向与力F的方向相同。 B.冲量是一个过程量，与一个过程相对应。 冲量是力对时间的积累。 三、动量定理： （一）推导： 如图所示，一个质量为m的物体在合力F(恒力）作用下沿水平面运动，经过一段时间t，其速度由v变为v/,动量由mv变成mv/. 由牛顿第二定律得： 匀变速运动 F是恒力 结论： 物体所受的合力的冲量等于物体动量的改变。 (二）动量定理： 物体所受的合力的冲量等于物体动量的改变。 （三）动量定理的有关说明： 1.动量定理的适用条件： 不仅适用于恒力，也适用于变力，不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动。 2.动量定理主要用来解决单个物体的运动 涉及力、速度、时间的问题，不涉及位移、加速度。 (四)牛顿第二定律的另一种表述： 由动量定理得： 物体所受的合力等于物体动量的变化率。 这就是牛顿第二定律最初的表达式。 四、动量守恒定律： （一）有关概念： 系统： 外力： 由两个或两个以上相互作用的物体构成的整体。 系统外的物体所施加的力。 内力： 系统内的物体所施加的力。 结论：不管是弹性碰撞（实验1)还是非弹性碰撞（实验2）、完全非弹性碰撞（实验3），碰撞前后系统的动量都保持不变，即：系统的动量守恒。 实验条件（动量守恒的条件）： 由两个滑块所组成的系统，所受的外力为重力、导轨对滑块的支持力，重力、支持力的合力为零。 系统动量守恒的条件为： 系统不受外力或者所受外力的合力为零。 （三）理论推导： 如图所示，质量为m1、m2的两个小球位于光滑水平面上相向运动，碰撞前速度分别为v1、v2，碰撞后速度分 别为 . 碰撞过程中： 小球m1： 由牛顿第二定律得： 小球m2： 由牛顿第二定律得： 由牛顿第三定律得： 且：作用时间△t相同。 即：两个小球构成的系统总动量保持不变，系统的动量守恒。 (四）动量守恒定律： 1.内容： 如果系统不受外力或者所受外力的合力为零，则相互作用前后，系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律。 2.表达式： A.初态、末态系统的动量相等（包括了大小、方向） B.两个物体动量的改变大小相等、方向相反。 3.动量守恒的条件： A.严格条件： 系统不受外力或者所受外力的合力为零。 B.近似条件： 内力远远地大于外力，且作用时间极短。 例如：碰撞过程、爆炸过程。 C.在某一方向上动量守恒： 系统所受合外力不为零，系统的动量不守恒，但系统在某方向不受外力或者在该方向上合外力为零，则系统的动量在该方向上的分量守恒。 例1.如图所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一个小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如果将线烧断，则小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度是(　　) A．0 B．向左 C．向右 D．无法确定 A 例2.(多选)如图所示，木块A静止于光滑的水平面上，其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙，现有一物体B自M点由静止下滑，设NP足够长，则以下叙述正确的是(　　) A．A、B最终以同一不为零的速度运动 B．A、B最终速度均为零 C．木块A先做加速运动，后做减速运动 D．木块A先做加速运动，后做匀速运动 BC 4.动量守恒定律用来处理系统问题：只涉及物体的质量、初末状态的速度。 5.动量守恒定律的适用范围不受牛顿运动定律适用范围的限制，对于微观、高速运动仍然适用，它是自然界中最普遍、最基本的定律。 6.动量守恒定律的同一性 系统内各物体的速度必须是相对于同一参照物——一般选择地面. P1、P2是系统作用前同一时刻的动量， 是系统作用后同一时刻的动量。 $$