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第15讲动量动量守恒定律
1.理解动量、动量的变化量、动量定理的概念.
2.知道动量守恒的条件.
3.会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题.
考点一动量、冲量、动量定理的理解与应用
1.动量
(1)定义:运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量,通常用p来表示.
(2)表达式:p=mv.
(3)单位:kg·m/s.
(4)标矢性:动量是矢量,其方向和速度方向相同.
2.冲量
(1)定义:力F与力的作用时间t的乘积.
(2)定义式:I=Ft.
(3)单位:N·_s.
(4)方向:恒力作用时,与力的方向相同.
(5)物理意义:是一个过程量,表示力在时间上积累的作用效果.
3.动量定理
(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量的变化量.
(2)表达式:eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Ft=p′-p,I=Δp))
(2024?河南一模)质量相等的A、B两个小球处在空中同一高度,将A球水平向右抛出,同时将B球斜向上抛出,两小球抛出时的初速度大小相同,两小球在空中运动的轨迹如图,不计空气阻力。则两小球在空中运动的过程中,下列说法正确的是()
A.相同时间内,速度变化量可能不同
B.同一时刻,速度变化快慢可能不同
C.抛出后下降到同一高度时,动能一定相同
D.相同时间内,重力的冲量大小可能不同
(2024?开福区校级模拟)一质量为m=1kg的物体,从距地面高度为0.8m处以某一未知初速度水平抛出。落地后不弹起。假设地面为粗糙刚性水平接触面(与物体发生碰撞的时间极短,不计重力产生的冲量),物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是()
A.物体从抛出到最终停下的过程中,减少的机械能等于与粗糙水平面的摩擦生热
B.若物体的初速度为1m/s,则与地面碰撞的过程中,地面对其冲量的大小为4N?s
C.若物体的初速度为3m/s,则与地面碰撞的过程中,地面对其冲量的大小为25N?s
D.若物体的初速度变为之前的2倍,物体落地后沿水平运动的距离可能是原来的4倍
(2024?宁波二模)如图所示,在水平地面上用彼此平行、相邻间距为l的水平小细杆构成一排固定的栅栏。栅栏上方有一个质量为m、半径为r?l的匀质圆板,圆板不会与地面接触。一根细长的轻绳穿过板的中央小孔C,一半在图的背面,一半在图的正面,绳的两头合在一起记为P端。在P端用力沿水平方向朝右拉动圆板,使板沿栅栏无跳动、无相对滑动地朝右滚动。圆板水平方向朝右的平均速度可近似处理为圆板中心C在最高位置时的速度大小v,设v是不变量。略去绳与板间所有接触部位的摩擦,施加于P端的平均拉力T为()
A.12mv2lr2 B.
考点二动量守恒定律的理解和判断
1.内容
如果一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律.
2.适用条件
(1)系统不受外力或所受外力的合力为零,不是系统内每个物体所受的合外力都为零,更不能认为系统处于平衡状态.
(2)近似适用条件:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力.
(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则系统在该方向上动量守恒.
(多选)(2024?海口一模)如图所示,不可伸长的轻绳跨越钉子O,两端分别系有大小相同的小球A和B。在球B上施加外力F,使轻绳OB水平且绷直,球A与地面接触,两球均静止。已知OA=OB=L,两球质量分别为mA、mB,重力加速度为g,不计一切阻力。现将球B由静止释放,发现两球可沿水平方向发生碰撞,且碰后粘在一起运动。则()
A.两球质量应满足mA≥3mB
B.外力F应满足mB
C.两球碰撞前瞬间,B球的加速度大小为3g
D.两球碰后摆起的最大高度不超过1
(2024?东城区一模)如图所示,质量为M、倾角为θ的光滑斜劈置于光滑水平地面上,质量为m的小球第①次和第②次分别以方向水平向右和水平向左、大小均为v0的初速度与静止的斜劈相碰,碰撞中无机械能损失。重力加速度用g表示,下列说法正确的是()
A.这两次碰撞过程小球和斜劈组成的系统动量都守恒
B.第②次碰撞后斜劈的速度小于2mv
C.第②次碰撞过程中地面对斜劈的支持力等于(M+m)g
D.第①次碰撞前、后小球的速度方向一定在同一直线上;第②次碰撞前、后小球速度方向与斜面法线的夹角一定相等
(2024?南昌二模)如图所示,质量为2kg的物块乙静止于A点,质量为1kg的物块甲在乙的左侧,物块丙静止在B点。甲、乙中间夹有不计质量的火药,火药爆炸时,将四分之一的化学能转化为甲、乙的动能,乙立即获得3m/s的速度向右运动。乙在AB间运动的某段连续的距离中,受到一水平向右、大小为12N的恒定拉力,使得乙恰好未与丙发生碰撞。已知AB间的距离
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