动量和动量守恒章节知识点总结一:实验:探究碰撞过程中的不变量原理:一维碰撞猜想:(1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;(2)m1 v12+m2v22=m1v1′2+m2v2′2;(3)+=+.实验方案设计:1、气垫导轨:减小摩擦;保证是一维碰撞、光电门:测时间 方法:极限法摆球测速度方法:机械能守恒测速度、用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失测量量:摆线与竖直方向的夹角、悬挂点与球心的距 离速度计算方法:v=完全非弹性碰撞(撞针,A、B连接在在一起具有共同速度)方法:打点计时器测速度实验步骤:天平测质量组装实验器材实 现一维碰撞,计算出相关的物理量,记录数据改变碰撞条件,得出数据分析数据实验数据分析碰撞前碰撞后质量m1m2m1m2速度v1v2v1 ′v2′mvm1v1+m2v2m1v1′+m2v2′mv2m1v12+m2v22m1v1′2+m2v2′2++其他猜想……二:动量 和动量定理(1)动量动量定义:质量和速度的乘积公式:p=mv,单位:kg·m/s矢量:方向:与速度方向保持一致,计算时遵循平行四边 形法则动量变化量末动量和初动量的矢量差:Δp=p′-p(矢量式)动量定理冲量:力和力作用时间的乘积公式:I=Ft冲量的作用效果:使 物体的动量发生改变。动量定理:物体在一个过程中动量的变化量等于这个过程中所受力的冲量。表达式:mv′-mv=Ft或p′-p=I动量 与动能的区别与联系1.区别:动量是矢量,动能是标量,质量相同的两物体,动量相同时动能一定相同,但动能相同时,动量不一定相同.2.联 系:动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,大小关系为Ek=或p=动量定理的推导(根据牛顿第二定律)一个质量为m的物体(与水平面无 摩擦)在水平恒力F作用下,经过时间t,速度从v变为v′.物体在这个过程中的加速度a=根据牛顿第二定律F=ma可得F=m整理得:Ft =m(v′-v)=mv′-mv即Ft=mv′-mv=Δp.三:动量守恒定律系统、内力、外力两个或者多个物体组成的力学系统内力:系统 中的相互作用力外力:系统外部的物体对物体内的物体的作用力动量守恒定律如果一个系统不受外力,或者所受合外力的矢量和为0,我们就说这个 系统动量守恒。公式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′使用条件:系统不受外力系统受外力,所受的合外力的矢量和为0系统受外力 ,外力远大于内力。普适性:适用于物理学研究中的一切领域。动量守恒定律的推导(动量守恒、牛顿第三定律)光滑水平桌面上质量分别为m1、 m2的球A、B,沿着同一直线分别以v1和v2的速度同向运动,v2>v1.当B球追上A球时发生碰撞,碰撞后A、B两球的速度分别为v1 ′和v2′.设碰撞过程中两球受到的作用力分别为F1、F2,相互作用时间为t.根据动量定理:F1t=m1(v1′-v1),F2t=m 2(v2′-v2).因为F1与F2是两球间的相互作用力,根据牛顿第三定律知,F1=-F2,则有:m1v1′-m1v1=-(m2v2 ′-m2v2)即m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′四:碰撞(动量守恒)m1v1=m1v1′+m2v2′弹性碰撞:机械能守恒 m1v12=m1v1′2+m2v2′2v1′=v1 v2′=v1非弹性碰撞:机械能不守恒ΔE=Ek初总-Ek末总=Q.两类:对心碰 撞(正碰) 物体的动量在同一条直线 非对心碰撞 物体的动量不在同一条直线上完全非弹性碰撞(碰后一起运动,具 有共同速度)机械能损失最大动量守恒:m1v1+m2v2=(m1+m2)v共机械能损失为ΔE=m1v12+m2v22-(m1+m2) v共2五:反冲现象 火箭内力远大于外力,满足动量守恒条件反冲现象的应用:农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时,一边喷水一 边旋转反冲现象的特点:(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动.(2)反冲运动中,相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一 方向上内力远大于外力,所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒.(3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统 的总动能增加.火箭1.火箭飞行的工作原理是什么?火箭靠向后连续喷射高速气体飞行,利用了反冲原理.2.设火箭发射前的总质量是M,燃料 燃尽后的质量为m,火箭燃气的喷射速度为v,试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v′.在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以可认为动 量守恒.取火箭的速度方向为正方向,发射前火箭的总动量为0,发射后的总动量为mv′-(M-m)v则由动量守恒定律得0=mv′-(M- m)v所以v′=v反冲现象的应用:人船模型(1)两物体满足动量守恒定律:m11-m22=0.(2)运动特点:人动船动,人停船停,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,即m1x1=m2x2. |
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