内容正文:
第七章 动量
第1讲 动量定理
一、动量(选必一第一章第1节)
1.动量
(1)定义:物体的_______和_______的乘积。
(2)表达式:p=_______,单位为kg·m/s。
(3)方向:动量是_______,方向与_______的方向相同。
2.动量的变化量
(1)定义:动量的变化量Δp也称为动量的增量,用末动量p'减去初动量p进行运算。
(2)表达式:Δp=_____________。
点拨:运算遵循平行四边形定则。
3.动能、动量、动量的变化量的比较
项目
动能
动量
动量的变化量
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
表达式
Ek=mv2
p=mv
Δp=p'-p
标矢性
标量
矢量,方向与_____的方向相同
矢量,方向与_____________的方向相同
特点
状态量
状态量
过程量
关联方程
p=,Ek=,
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
二、动量定理(选必一第一章第2节)
1.冲量
(1)定义:_____与___________________的乘积叫作力的冲量。
(2)公式:____________________。
(3)单位:______________。
(4)方向:冲量是_______,其方向与_____________相同。
2.动量定理
(1)内容:物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的______________。
(2)公式:I=F(t'-t)=mv'-mv或____________。
提醒:F为物体受到的合外力。
3.对动量定理的理解
(1)Ft=p'-p是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同。
(2)Ft=p'-p除表明两边大小、方向的关系外,还说明了两边的因果关系,即合力的冲量是动量变化的原因。
(3)动量定理中的冲量是合力的冲量,而不是某一个力的冲量,它可以是合力的冲量,可以是各力冲量的矢量和,也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和。
(4)由Ft=p'-p,得F==,即物体所受的合力等于物体的动量对时间的变化率。
质疑辨析
(1)物体的动能不变,其动量一定不变。 ( )
(2)物体的动量越大,其惯性也越大。 ( )
(3)一个物体的运动状态变化时,它的动量一定改变。 ( )
(4)动量大的物体动能不一定大。 ( )
(5)作用力和反作用力的冲量一定等大反向。 ( )
(6)物体沿水平面运动时,重力不做功,其冲量为零。 ( )
(7)物体所受合外力的冲量方向与物体末动量的方向相同。 ( )
(8)物体的动量发生改变,则合力一定对物体做了功。 ( )
第2讲 动量守恒定律
一、动量守恒定律的理解(选必一第一章第3节)
1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为_____,这个系统的总动量便保持不变。
2.表达式:m1v1+m2v2=______________。
提醒:矢量式,列式需定正方向
3.适用三种情形
理想
守恒
系统不受外力或所受外力的_______为零,则系统动量守恒
近似
守恒
系统受到的合外力不为零,但当内力_______外力时,系统的动量可近似看成守恒
某方向
守恒
系统在某个方向上不受外力或所受_______为零时,系统在该方向上动量守恒
二、弹性碰撞和非弹性碰撞(选必一第一章第5节)
1.碰撞
警示:位置不变
(1)特点:作用时间极短,内力(物体相互间的作用力)远_______外力,总动量守恒。
(2)
2.三条原则解决碰撞问题
(1)动量守恒
p1+p2=p1'+p2'
(2)机械能不增加
Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'
或+≥+
(3)速度合理
①同向碰撞:碰撞前,后面的物体速度大;碰撞后,前面的物体速度大或相等
②相向碰撞:碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变
三、反冲现象 火箭(选必一第一章第6节)
1.爆炸系统机械能一定增大
物体间的相互作用时间很短,作用力很大,且__________系统所受的外力,所以系统动量守恒。
2.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_______,如发射炮弹、火箭等。
(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,动量守恒。
质疑辨析
(1)只要系统所受合外力做功为0,系统动量就守恒。 ( )
(2)系统的动量不变是指系统的动量大小和方向都不变。 ( )
(3)动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'一定是矢量式,应用时一定要规定正方向,且其中的速度必须相对同一个参考系。 ( )
(4)质量相等的两个物体发生碰撞时,一定交换速度。 ( )
(5)碰撞前后系统的动量和机械能均守恒。 ( )
(6)若在光滑水平面上的两球相向运动,碰撞后均变为静止,则两球碰撞前的动量大小一定相同。 ( )
(7)发射炮弹,炮身后退;园林喷灌装置一边喷水一边旋转均属于反冲现象。 ( )
(8)爆炸过程中机械能增加,反冲过程中机械能减少。 ( )
实验八 验证动量守恒定律
实验原理
在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v',确定碰撞前系统的动量p=m1v1+m2v2,碰撞后系统的动量p'=m1v'1+m2v'2,验证碰撞前后系统的动量是否守恒
实验方案
实验装置
实验步骤
数据处理
方案一:
利用光电门+气垫导轨完成一维碰撞实验
(1)安装:如图所示,正确安装好气垫导轨,并调节气垫导轨_______;
(2)实验:接通电源,用光电计时器测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度;
(3)改变条件,重复实验:
①改变滑块的质量;
②改变滑块的初速度大小和方向
1.滑块速度的测量:v=__________,式中d为滑块挡光条的宽度,Δt为光电计时器显示的滑块(挡光条)经过光电门的时间。
2.验证的表达式:
m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
方案二:
利用小车+光滑长木板完成一维碰撞实验
(1)安装:按照如图所示安装实验装置。
(2)实验:接通电源,让小车A运动与静止的小车B碰撞,撞针插入橡皮泥中,两车一起运动
1.小车速度的测量:通过纸带上两计数点间的距离及时间,由_____________计算。
2.验证的表达式:
m1v1=(m1+m2)v2
方案三:
利用斜槽滚球完成一维碰撞实验
(1)安装:按照如图所示安装实验装置。
(2)铺纸:记下铅垂线所指的位置O。
(3)找点:不放和放被撞小球,分别释放入射小球10次,用圆规画尽量小的圆把所有的入射小球和被撞小球的落点圈在里面,_______就是它们落点的平均位置
1.小球水平射程的测量:测量线段OP、OM、ON的长度。
2.验证的表达式:
误差分析
1.系统误差:主要来源于实验器材及实验操作等。
(1)碰撞是否为一维。
(2)气垫导轨是否完全水平,小车受到长木板的摩擦力,小球受到空气阻力,入射小球的释放高度存在差异。
2.偶然误差:主要来源于质量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的测量
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第七章 动量
第1讲 动量定理
一、1.(1)质量 速度 (2)mv (3)矢量 速度
2.(2)p'-p 3.速度 速度改变量Δv
二、1.(1)力 力的作用时间 (2)I=FΔt (3)N·s (4)矢量 力的方向 2.(1)动量变化量 (2)I=p'-p
【质疑辨析】
提示:(1)×。如果物体的速度方向发生变化,则动能可以不变,动量却发生变化。
(2)×。物体惯性的描述物理量是质量,动量变化,质量不一定变化,所以惯性不一定变化。
(3)√。 (4)√。 (5)√。
(6)×。I=Ft,W=Fx,所以功为零,可能是力F和位移x的方向垂直,但是,有时间t时力F的冲量就不为零。
(7)×。物体所受合外力的冲量方向同速度变化的方向相同,不是同末动量的方向相同。
(8)×。动量的方向发生变化时,若动能不变,则合外力做的功为零。
第2讲 动量守恒定律
一、1.0 2.m1v1'+m2v2' 3.合力 远大于 合外力
二、1.(1)大于
(2)守恒 守恒 守恒 减少 守恒 损失最多
三、1.远大于 2.(1)冲量
【质疑辨析】
提示:(1)×。动量守恒的条件是系统的合外力为0,与功无关。
(2)√。 (3)√。
(4)×。碰撞的特点是动量守恒,动能不增加,所以速度不一定交换,只有弹性碰撞时,质量相等,速度才交换。
(5)×。根据碰撞的特点,除了弹性碰撞外,其他碰撞,动能都减少。
(6)√。 (7)√。
(8)×。爆炸和反冲模型中都是机械能增加。
实验八 验证动量守恒定律
水平 v= 圆心
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