动量守恒定律、碰撞、反冲现象知识点归纳总结讲课稿
第一章碰撞和动量守恒知识点总结

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动量守恒定律的适用条件
系统不受外力或所受外力的矢量和为零
适用于高速运动和低速运动的惯性参考系,相对论亦适用
系统内力远大于外力,如爆炸、碰撞等短暂过程
动量守恒定律的数学表达形式
动量守恒定律的公式:p=mv,其中p表示动量,m表示质量,v表示速度
碰撞和动量守恒知识点总结
CONTENTS
目录
01.
碰撞的基本概念
02.
动量守恒定律
03.
碰撞过程中的动量守恒
04.
碰撞过程中的能量守恒
05.
碰撞过程中的动量与能量综合应用
06.
碰撞和动量守恒的应用领域
01
弹性碰撞与非弹性碰撞
完全非弹性碰撞:碰撞后两物体粘在一起运动,机械能损失最大
弹性碰撞:碰撞过程中能量守恒,动量守恒,无机械能损失
军事防御:通过研究碰撞和动量守恒原理,提高军事防御设施的抗打击能力和稳定性
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推导:设碰撞过程中,两物体之间的相互作用力为内力,根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向相反。因此,内力所做的功为零。
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结论:由于内力所做的功为零,所以系统动能的变化等于外力所做的功,即ΔEk=ΔEp。
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碰撞过程中能量守恒的实例
完全非弹性碰撞:两个小球碰撞后停在地面,动能完全损失,但总能量仍然守恒
动量守恒定律适用于封闭系统,即系统内的物体之间相互作用力忽略不计
动量守恒定律在碰撞过程中成立,即碰撞前后的动量守恒
动量守恒定律是自然界的基本规律之一,适用于宏观和微观领域
动量、冲量及动量守恒定律、碰撞、反冲现象知识点归纳总结

知识点一动量、冲量、动量定理一、动量概念及其理解( 1 )定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为该物体的动量p=mv ( 2)特征:①动量是状态量,它与某一时刻相关;②动量是矢量,其方向与物体运动速度的方向相同。
(3)意义:速度从运动学角度量化了机械运动的状态, 动量则从动力学角度量化了机械运动的状态。
二、冲量概念及其理解(1 )定义:某个力与其作用时间的乘积称为该力的冲量I=F △t (2)特征:①冲量是过程量,它与某一段时间相关;②冲量是矢量,对于恒力的冲量来说,其方向就是该力的方向。
( 3)意义:冲量是力对时间的累积效应。
对于质量确定的物体来说,合外力决定着其速度将变多快;合外力的冲量将决定着其速度将变多少。
对于质量不确定的物体来说,合外力决定着其动量将变多快;合外力的冲量将决定着其动量将变多少。
三、动量定理:F •t = mv2 - mv1F•t是合外力的冲量,反映了合外力冲量是物体动量变化的原因.(1)动量定理公式中的F・t是合外力的冲量,是使研究对象动量发生变化的原因;(2)在所研究的物理过程中,如作用在物体上的各个外力作用时间相同,求合外力的冲量可先求所有力的合外力,再乘以时间,也可求出各个力的冲量再按矢量运算法则求所有力的会冲量;( 3)如果作用在被研究对象上的各个外力的作用时间不同,就只能先求每个外力在相应时间内的冲量,然后再求所受外力冲量的矢量和.( 4)要注意区分“合外力的冲量”和“某个力的冲量”,根据动量定理,是“合外力的冲量”等于动量的变化量,而不是“某个力的冲量”等于动量的变化量(注意) 。
知识点二动量守恒定律、碰撞、反冲现象知识点归纳总结一.知识总结归纳1. 动量守恒定律:研究的对象是两个或两个以上物体组成的系统,而满足动量守恒的物理过程常常是物体间相互作用的短暂时间内发生的。
2. 动量守恒定律的条件:( 1)理想守恒:系统不受外力或所受外力合力为零 (不管物体间是否相互作用) ,此时合外力冲量为零,故系统动量守恒。
动量守恒定律、碰撞、反冲现象知识点归纳总结

动量守恒定律、碰撞、反冲现象知识点归纳总结1、动量守恒定律:研究的对象是两个或两个以上物体组成的系统,而满足动量守恒的物理过程常常是物体间相互作用的短暂时间内发生的。
2、动量守恒定律的条件:(1)理想守恒:系统不受外力或所受外力合力为零(不管物体间是否相互作用),此时合外力冲量为零,故系统动量守恒。
当系统存在相互作用的内力时,由牛顿第三定律得知,相互作用的内力产生的冲量,大小相等,方向相反,使得系统内相互作用的物体动量改变量大小相等,方向相反,系统总动量保持不变。
即内力只能改变系统内各物体的动量,而不能改变整个系统的总动量。
(2)近似守恒:当外力为有限量,且作用时间极短,外力的冲量近似为零,或者说外力的冲量比内力冲量小得多,可以近似认为动量守恒。
(3)单方向守恒:如果系统所受外力的矢量和不为零,而外力在某方向上分力的和为零,则系统在该方向上动量守恒。
3、动量守恒定律应用中需注意:(1)矢量性:表达式m1v1+m2v2=中守恒式两边不仅大小相等,且方向相同,等式两边的总动量是系统内所有物体动量的矢量和。
在一维情况下,先规定正方向,再确定各已知量的正负,代入公式求解。
(2)系统性:即动量守恒是某系统内各物体的总动量保持不变。
(3)同时性:等式两边分别对应两个确定状态,每一状态下各物体的动量是同时的。
(4)相对性:表达式中的动量必须相对同一参照物(通常取地球为参照物)、4、碰撞过程是指物体间发生相互作用的时间很短,相互作用过程中的相互作用力很大,所以通常可认为发生碰撞的物体系统动量守恒。
按碰撞前后物体的动量是否在一条直线上,有正碰和斜碰之分,中学物理只研究正碰的情况;碰撞问题按性质分为三类。
(1)弹性碰撞碰撞结束后,形变全部消失,碰撞前后系统的总动量相等,总动能不变。
例如:钢球、玻璃球、微观粒子间的碰撞。
(2)一般碰撞碰撞结束后,形变部分消失,碰撞前后系统的总动量相等,动能有部分损失、例如:木制品、橡皮泥球的碰撞。
高三力学复习十五讲--碰撞、反冲

力学复习十一、 动量守恒定律应用——碰撞、反冲【知识点析】1、碰撞:相互作用的几个物体,在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化,这个过程就可称为碰撞。
(1)特点:一是碰撞的物体之间的作用时间短;二是碰撞物体之间的作用力大,物体的运动状态改变显著。
(2)规律:动量守恒定律。
(3)种类。
①按碰撞前后的速度方向可分为:正碰:碰撞前后的速度方向在一条直线上.斜碰:碰撞前后的速度方向不在一条直线上.②按能量变化情况可分为:弹性碰撞:碰撞后系统的总动能没有损失.非弹性碰撞:碰撞后系统的总动能有损失.(4)原则原则一:系统动量守恒的原则三种类型碰撞的共同特点:碰撞中的相互作用的内力远大于系统外力,所以碰撞问题的解应首先满足系统动量守恒的原则,其数学表式为:m 1v 1+m 2v 2=m 1′v 1′+m 2′v 2′, 或△p 1+△p 2=0。
原则二:物理情景可行性原则碰撞过程中相互作用的内力对其中一个物体是外力,应遵守牛顿第三定律,同时要满足动量定理。
不同的碰撞有各自的特点。
例如,相向碰撞和追赶碰撞,碰撞前后的v, p, E K 都有各自的规律,其情况比较复杂,一定要根据具体情况认真分析其过程,确定物理情景是否可行。
原则三:不违背能量守恒的原则三种碰撞,除完全弹性碰撞中系统的机械能不损失外,其它碰撞中系统均有机械能的损失,而完全非弹性碰撞中系统机械能损失最多,所以系统必须满足:2221212221212222112222112222,21212121m p m p m p m p v m v m v m v m '+'≥+'+'≥+或 其可能的合理解应介于完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的解之中。
2、反冲: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.(1)实例:发射炮弹,爆竹爆炸,发射火箭.(2)特点:系统相互作用的内力远大于系统受到的外力.(3)规律:系统总动量守恒[例题思析][例题1] 两只小船逆向航行,航线邻近,在两船首尾相齐时,由每只船上各自向对方放置一质量为m=50kg 的麻袋,结果载重较小的船停了下来,另一船则以v=8.5m/s 的速度沿原方向航行.设两只小船及船上载重量分别为m 1=500kg,m 2=1000kg,问交换麻袋前各小船的速率多大?(水的阻力不计)[解析] 在水的阻力(外力)不计的情况下,系统动量守恒.分别以各小船原航行方向为正方向,则对抛出麻袋后的小船和 m 2上麻袋组成的系统有(m 1-m)v 1-mv 2=0 …………………………………①对抛出麻袋后的小船和m 1 上的麻袋组成的系统有(m 2-m)v 2-mv 1=(m 2-m+m)v …………………………………②代入数据得(500-50)v 1-50v 2=0 …………………………………①’(1000-50)v 2-50v 1=1000×8.5 ………………………………②’解之可得 v 1=1m/s,v 2=9m/s.[注意] 本题也可选取两船及其麻袋组成一个系统,设m 2船原航行方向为正方向,可列如下方程m 2v 2-m 1v 1=(m 2-m+m)v+(m 1-m+m)×0 ………………………③③结合①或②式求解。
第2讲 动量守恒定律 碰撞 爆炸 反冲运动(可编辑ppt)

1
2
m1v 12
+1
2
m2v 22
=1
2
m1v1'2+1
2
m2v2'2
v1'=
(m1
m2 m1
)v1 m2
2m2v2
v2'=
(m2
m1)v2 m1 m2
2m1v1
v2=0时,v1'=
m1 m1
m2 m2
v1
v2'=
2m1 m1 m2
v1
普适性 动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统,还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统
考点突破 栏目索引
2.动量守恒定律常用的四种表达形式 (1)p=p':即系统相互作用前的总动量p和相互作用后的总动量p'大小相 等,方向相同。 (2)Δp=p'-p=0:即系统总动量的增加量为零。 (3)Δp1=-Δp2:即相互作用的系统内的两部分物体,其中一部分动量的增 加量等于另一部分动量的减少量。 (4)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',即相互作用前后系统内各物体的动量都在同一 直线上时,作用前总动量与作用后总动量相等。
3.应用动量守恒定律解题的一般步骤
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例1 (2018课标Ⅰ,24,12分)一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖 直升空。当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量 相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动。爆 炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量。求 (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间; (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。
高考物理一轮复习第六章动量第二讲碰撞、反冲与动量守恒定律课件

第二十二页,共48页。
热点(rè diǎn) 二
2-1.[水平方向的反冲问题] 一枚火箭搭载着卫星以速率 v0 进入 太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离.已知前部分的卫星
题组突破 (tūpò)
质量为 m1,后部分的箭体质量为 m2,分离后箭体以速率 v2 沿火箭 原方向飞行.若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离
第四页,共48页。
热点(rè diǎn)一
[典例 1] [弹性碰撞] (2016·高考全国卷Ⅲ)如图,水平地面上有两个 静止的小物块 a 和 b,其连线与墙垂直;a 和 b 相 题组突破(tūpò) 距 l,b 与墙之间也相距 l;a 的质量为 m,b 的质量 为34m.两物块与地面间的动摩擦因数均相同.现使 a 以初速度 v0 向右滑动.此后 a 与 b 发生弹性碰撞,但 b 没有与墙发生 碰撞.重力加速度大小为 g.求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件.
热点(rè diǎn)一
题组突破 (tūpò)
3.熟记弹性正碰的一些结论,例如,当两球质量相等时,两 球碰撞后交换速度;当 m1≫m2,且 v20=0 时,碰后质量大的 速率不变,质量小的速率为 2v.当 m1≪m2,且 v20=0 时,碰 后质量小的球原速率反弹.
第十页,共48页。
热点热(点rè(drièǎn) diǎ一n)一
目录 CONTENTS
第二讲 碰撞、反冲与动量守 恒定律
碰撞和动量守恒知识点总结

碰撞和动量守恒知识点总结(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除第一章碰撞和动量守恒知识点总结知识点1 物体的碰撞1.生活中的各种碰撞现象碰撞的种类有正碰和斜碰两种.(1)正碰:像台球的碰撞中若两个小球碰撞时的速度沿着连心线方向,则称为正碰.(2)斜碰:像台球的碰撞中若两个小球碰撞前的相对速度不在连心线上,则称为斜碰.2.弹性碰撞和非弹性碰撞(1)碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种.①弹性碰撞:若两个物体的碰撞发生在水平面上,碰撞后形变能完全恢复,则没有动能损失,碰撞前后两个物体构成的系统动能相等.②非弹性碰撞:若两个物体的碰撞发生在水平面上,碰撞后形变不能完全恢复或完全不能恢复(黏合),则有动能损失(或损失最大),损失的动能转变为热能,碰撞前后两个物体构成的系统动能不再相等,碰撞后的总动能小于碰撞前的总动能.(2)两种碰撞的区别:弹性碰撞没有能量损失,非弹性碰撞有能量损失.当两个小球的碰撞发生在水平面上时,两小球碰撞前后的重力势能不变,变化的是动能,根据动能是否守恒,把小球的碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞,如下所示:(3)注意.①非弹性碰撞一定有机械能损失,损失的机械能一般转化为内能.碰撞后的总机械能不可能增加,这一点尤为重要.②系统发生爆炸时,内力对系统内的每一个物体都做正功,故爆炸时,系统的机械能是增加的,这一增加的机械能来源于炸药贮存的化学能.知识点2 动量、冲量和动量定理一、动量1、动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量.是矢量,方向与速度方向相同;动量的合成与分解,按平行四边形法则、三角形法则.是状态量;通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量,计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度。
是相对量;物体的动量亦与参照物的选取有关,常情况下,指相对地面的动量。
单位是kg·m/s;2、动量和动能的区别和联系①动量的大小与速度大小成正比,动能的大小与速度的大小平方成正比。
反冲与碰撞知识点总结

反冲与碰撞知识点总结引言反冲和碰撞是物理学中常见的现象,它们在日常生活中随处可见,也是各种机械设备和交通工具运行的重要原理。
理解反冲和碰撞的知识对于我们正确认识世界,解决实际问题具有重要意义。
本文将介绍反冲和碰撞的基本概念、相关定律和应用实例,希望能够帮助读者加深对这一领域的认识。
一、反冲的基本概念反冲是指一个物体受到力的作用后,自身也向相反方向产生一个等大的力,这是牛顿第三定律的基本内容。
反冲是一个广泛存在的现象,例如当我们站在滑板上向后用力踹墙的时候,会感到自己的身体向前滑动,这就是典型的反冲现象。
牛顿第三定律可以用公式表示为F1=-F2,其中F1是第一个物体受到的力,F2是第二个物体受到的力,它们的大小相等,方向相反。
在反冲的过程中,两个物体之间的力相互作用,导致它们产生了相反的运动的情况。
反冲现象在日常生活中也表现得非常明显,例如开火枪的时候,枪托会向后移动,这就是因为燃烧后产生的气体向前冲击,枪托为了满足牛顿第三定律的要求而向后移动。
又如摩托车发动机工作时,摩托车本身会有向前的冲动,而人体会感受到向后的推力。
总而言之,反冲是因为牛顿第三定律而产生的现象。
除了牛顿第三定律的解释,反冲还可以用动量守恒定律解释。
根据动量守恒定律,系统内物体总的动量守恒,因此反冲的动量是守恒的。
例如在空间中,一个飞船发射出一颗子弹,因为子弹的速度很大,所以子弹的动量也很大。
但发射后飞船的质量减小了,所以飞船的速度也稍稍增加,这就是反冲的动量守恒原理。
二、碰撞的基本概念碰撞是两个或两个以上的物体间的瞬间接触的情况,它是物体相互作用的一种表现形式。
在碰撞中,物体之间会发生一系列的变化,如速度、动量、能量等。
在物理学中,碰撞分为完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞两种。
在完全弹性碰撞中,两个物体在发生碰撞后,除了相互作用的力之外,它们之间不会有能量损失,且碰撞后各自的速度和动量都能够得到完全保存。
而在非完全弹性碰撞中,则意味着碰撞后物体之间有能量损失,它们的速度和动量不再完全守恒。
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动量守恒定律、碰撞、反冲现象知识点归纳总结一.知识总结归纳1. 动量守恒定律:研究的对象是两个或两个以上物体组成的系统,而满足动量守恒的物理过程常常是物体间相互作用的短暂时间内发生的。
2. 动量守恒定律的条件:(1)理想守恒:系统不受外力或所受外力合力为零(不管物体间是否相互作用),此时合外力冲量为零,故系统动量守恒。
当系统存在相互作用的内力时,由牛顿第三定律得知,相互作用的内力产生的冲量,大小相等,方向相反,使得系统内相互作用的物体动量改变量大小相等,方向相反,系统总动量保持不变。
即内力只能改变系统内各物体的动量,而不能改变整个系统的总动量。
(2)近似守恒:当外力为有限量,且作用时间极短,外力的冲量近似为零,或者说外力的冲量比内力冲量小得多,可以近似认为动量守恒。
(3)单方向守恒:如果系统所受外力的矢量和不为零,而外力在某方向上分力的和为零,则系统在该方向上动量守恒。
3. 动量守恒定律应用中需注意:(1)矢量性:表达式m 1v 1+m 2v 2=2211v m v m '+'中守恒式两边不仅大小相等,且方向相同,等式两边的总动量是系统内所有物体动量的矢量和。
在一维情况下,先规定正方向,再确定各已知量的正负,代入公式求解。
(2)系统性:即动量守恒是某系统内各物体的总动量保持不变。
(3)同时性:等式两边分别对应两个确定状态,每一状态下各物体的动量是同时的。
(4)相对性:表达式中的动量必须相对同一参照物(通常取地球为参照物).4. 碰撞过程是指物体间发生相互作用的时间很短,相互作用过程中的相互作用力很大,所以通常可认为发生碰撞的物体系统动量守恒。
按碰撞前后物体的动量是否在一条直线上,有正碰和斜碰之分,中学物理只研究正碰的情况;碰撞问题按性质分为三类。
(1)弹性碰撞——碰撞结束后,形变全部消失,碰撞前后系统的总动量相等,总动能不变。
例如:钢球、玻璃球、微观粒子间的碰撞。
(2)一般碰撞——碰撞结束后,形变部分消失,碰撞前后系统的总动量相等,动能有部分损失.例如:木制品、橡皮泥球的碰撞。
(3)完全非弹性碰撞——碰撞结束后,形变完全保留,通常表现为碰后两物体合二为一,以同一速度运动,碰撞前后系统的总动量相等,动能损失最多。
上述三种情况均不含其它形式的能转化为机械能的情况。
一维弹性碰撞的普适性结论:在一光滑水平面上有两个质量分别为1m 、2m 的刚性小球A 和B ,以初速度1v 、2v 运动,若它们能发生碰撞(为一维弹性碰撞),碰撞后它们的速度分别为'1v 和'2v 。
我们的任务是得出用1m 、2m 、1v 、2v 表达'1v 和'2v 的公式。
1v 、2v 、'1v 、'2v 是以地面为参考系的,将A 和B 看作系统。
由碰撞过程中系统动量守恒,有'22'112211v m v m v m v m +=+……①有弹性碰撞中没有机械能损失,有2'222'1122221121212121v m v m v m v m +=+……② 由①得()()'2221'11v v m v vm -=-由②得()()2'2222212'11v v m v vm -=-将上两式左右相比,可得2'21'1v v v v +=+即()12'1'2v v v v --=-或()21'2'1v v v v --=-……③碰撞前B 相对于A 的速度为1221v v v -=,碰撞后B 相对于A 的速度为'1'2'21v v v -=,同理碰撞前A 相对于B 的速度为2112v v v -=,碰撞后A 相对于B 的速度为'2'1'12v v v -=,故③式为21'21v v -=或12'12v v -=,其物理意义是:碰撞后B 相对于A 的速度与碰撞前B 相对于A 的速度大小相等,方向相反; 碰撞后A 相对于B 的速度与碰撞前A 相对于B 的速度大小相等,方向相反; 故有:结论1:对于一维弹性碰撞,若以其中某物体为参考系,则另一物体碰撞前后速度大小不变,方向相反(即以原速率弹回)。
联立①②两式,解得()2112122'12m m v m m v m v +-+=……④()2121211'22m m v m m v m v +-+=……⑤下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。
若21m m =,即两个物体质量相等2'1v v = , 1'2v v = ,表示碰后A 的速度变为2v ,B 的速度变为1v 。
结论2:对于一维弹性碰撞,若两个物体质量相等,则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A 的速度等于碰前B 的速度,碰后B 的速度等于碰前A 的速度)。
若21m m >>,即A 的质量远大于B 的质量这时121m m m ≈-,121m m m ≈+,0212≈+m m m 。
根据④、⑤两式,有 1'1v v = , 21'22v v v -=表示质量很大的物体A (相对于B 而言)碰撞前后速度保持不变……⑥ 若21m m <<,即A 的质量远小于B 的质量这时212m m m ≈-,221m m m ≈+,0211≈+m m m 。
根据④、⑤两式,有 2'2v v = , 12'12v v v -=表示质量很大的物体B (相对于A 而言)碰撞前后速度保持不变……⑦ 综合⑥⑦,结论3: 对于一维弹性碰撞,若其中某物体的质量远大于另一物体的质量,则质量大的物体碰撞前后速度保持不变。
至于质量小的物体碰后速度如何,可结合结论1和结论3得出。
以21m m >>为例,由结论3可知1'1v v =,由结论1可知21'21v v -=,即()12'1'2v v v v --=-,将1'1v v =代入,可得21'22v v v -=,与上述所得一致。
以上结论就是关于一维弹性碰撞的三个普适性结论。
对心碰撞和非对心碰撞 对心碰撞(正碰):碰撞以前的运动速度与两球心的连线在同一条直线,碰撞之后两球的速度仍会沿着这条直线。
非对心碰撞:碰撞之前球的运动速度与两球心得连线不再同一条直线上,碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线5. 反冲现象指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象。
显然在反冲运动过程中,系统不受外力作用或外力远远小于系统内物体间的相互作用力,所以在反冲现象里系统的动量是守恒的。
【典型例题】例1. 如图1所示的装置中,木块B 与水平面间接触是光滑的,子弹A 沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和弹簧合在一起做为研究对象(系统),则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 ( )A .动量守恒,机械能守恒B .动量不守恒,机械能不守恒C .动量守恒,机械能不守恒D .动量不守恒,机械能守恒分析:合理选取研究对象和运动过程,利用机械能守恒和动量守恒的条件分析。
如果只研究子弹A 射入木块B 的短暂过程,并且只选A 、B 为研究对象,则由于时间极短,则只需考虑在A 、B 之间的相互作用,A 、B 组成的系统动量守恒,但此过程中存在着动能和内能之间的转化,所以A 、B 系统机械能不守恒。
本题研究的是从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程,而且将子弹、木块和弹簧合在一起为研究对象,在这个过程中有竖直墙壁对系统的弹力作用,(此力对系统来讲是外力)故动量不守恒。
解答:由上面的分析可知,正确选项为B例2. 质量为m 1=10g 的小球在光滑的水平面上以v 1=30cm/s 的速率向右运动,恰遇上质量m 2=50g 的小球以v 2=10cm/s 的速率向左运动,碰撞后,小球m 2恰好停止,那么碰撞后小球m 1的速度是多大?方向如何?分析:由于两小球在光滑水平面上,以两小球组成的系统为研究对象,该系统沿水平方向不受外力,因此系统动量守恒。
解答:碰撞过程两小球组成的系统动量守恒。
设v 1的方向,即向右为正方向,则各速度的正负及大小为:v 1=30cm/s ,v 2=-10cm/s ,2v '=0 据:m 1v 1+m 2v 2=2211v m v m '+' 代入数值得:1v '=-20cm/s 则小球m 1的速度大小为20cm/s ,方向与v 1方向相反,即向左。
说明: 应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法(1)分析题意,明确研究对象在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。
(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。
在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件,判断能否应用动量守恒。
(3)明确所研究的相互作用过程,确定过程的始、末状态 即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。
注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参考系。
(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。
例3. 如图2所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车的质量共为M =30kg ,乙和他的冰车的质量也是30kg ,游戏时,甲推着一个质量为m =15kg 的箱子,和他一起以大小为v 0=2.0m/s 的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。
为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住。
若不计冰面的摩擦力,求:甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞?分析:甲、乙不相碰的条件是相互作用后三者反。
而要使甲与乙及箱子的运动方向相反,则需要甲以更大的速度推出箱子。
因本题所求为“甲至少要以多大速度”推出木箱,所以要求相互作用后,三者的速度相同。
以甲、乙和箱子组成的系统为研究对象,因不计冰面的摩擦,所以甲、乙和箱子相互作用过程中动量守恒。
解答:设甲推出箱子后的速度为v 甲,乙抓住箱子后的速度为v 乙,则由动量守恒定律,得:甲推箱子过程:(M+m)v0=Mv甲+mv ①乙抓住箱子的过程:mv-Mv0=(M+m)v乙②甲、乙恰不相碰的条件:v甲= v乙③代入数据可解得:v=5.2m/s说明:仔细分析物理过程,恰当选取研究对象,是解决问题的关键。