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高中物理知識點釋義:沖量、動量與動量定理

 昵稱47813312 2019-02-02

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1、沖量---求恒力和變力沖量的方法。

恒力F的沖量直接根據(jù)I=Ft求,而變力的沖量一般要由動量定理或F-t圖線與橫軸所夾的面積來求。

2、動量---動量及動量變化的求解方法。

求動量的變化要用平行四邊形定則或動量定理。

3、動量定理:

應(yīng)用動量定理解題的思路和一般步驟為:

10明確研究對象和物理過程;20分析研究對象在運動過程中的受力情況;

30選取正方向,確定物體在運動過程中始末兩狀態(tài)的動量;40依據(jù)動量定理列方程、求解。

小結(jié):三問法應(yīng)用動量定理:

一問能否用(涉及力、時間和速度變化的問題,不涉及加速度與位移)

二問研究對象與過程;三問動量的變化與合沖量

動量定理的題型解析  

①.定性解釋有關(guān)現(xiàn)象

②簡解多過程問題。

.求解平均力問題 

注意: 動量定理既適用于恒力作用下的問題,也適用于變力作用下的問題.如果是在變力作用下的問題,由動量定理求出的力是在t時間內(nèi)的平均值.

④、求解流體問題 

注意:處理有關(guān)流體(如水、空氣、高壓燃氣等)撞擊物體表面產(chǎn)生沖力(或壓強)的問題,可以說非動量定理莫屬.解決這類問題的關(guān)鍵是選好研究對象,一般情況下選在極短時間△t內(nèi)射到物體表面上的流體為研究對象

⑤、對系統(tǒng)應(yīng)用動量定理。

系統(tǒng)的動量定理就是系統(tǒng)所受合外力的沖量等于系統(tǒng)總動量的變化。若將系統(tǒng)受到的每一個外力、系統(tǒng)內(nèi)每一個物體的速度均沿正交坐標系x軸和y軸分解,則系統(tǒng)的動量定理的數(shù)學(xué)表達式如下:

對于不需求解系統(tǒng)內(nèi)部各物體間相互作用力的問題,采用系統(tǒng)的動量定理求解將會使求解簡單、過程明確。

動量守恒定律的理解與應(yīng)用

(一)、動量守恒定律成立條件的理解。

理解(1):系統(tǒng)不受外力或雖受外力但合外力為零,該系統(tǒng)的動量守恒。

理解(2):系統(tǒng)所受外力的合力不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量守恒。

理解(3):系統(tǒng)所受外力的合力不為零,但合外力遠小于物體間的相互作用力,此種情況也可認為系統(tǒng)動量守恒。

(二)、動量守恒定律的四性

1系統(tǒng)性:研究對象是相互作用的物體組成的系統(tǒng),守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零。系統(tǒng)“總動量保持不變”,不是僅指系統(tǒng)的初、末兩個時刻的總動量相等,而是指系統(tǒng)在整個過程中任意兩個時刻的總動量都相等,但不能認為系統(tǒng)內(nèi)的每一個物體的動量都保持不變。

(2)矢量性

動量守恒定律是一個矢量式,當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體相互作用前后的速度在同一直線上,應(yīng)用動量守恒時,要先規(guī)定好正方向,將矢量運算簡化為帶正、負號的代數(shù)運算。

(3)相對性與同時性

在動量守恒定律中,物體的速度必須相對于同一慣性參照系。若在題設(shè)條件中各物體的速度不是相對同一慣性系時,必須作適當(dāng)?shù)淖儞Q,使其成為對同一慣性系的速度后才能代入公式運算。在變換相對速度時要注意速度變化的同時性。

4瞬時性

所謂瞬時性,就是指在應(yīng)用動量守恒定律時要注意:系統(tǒng)的總動量指系統(tǒng)內(nèi)各物體在相互作用前同一時刻的動量的矢量和,作用后也應(yīng)是指系統(tǒng)內(nèi)各物體在同一時刻的動量的矢量和。

(三)、動量守恒定律的題型分析

1、能根據(jù)動量守恒條件判定系統(tǒng)的動量是否守恒?

2、能根據(jù)動量守恒定律求解“合二為一”和“一分為二”問題。

“合二為一”問題:兩個速度不同的物體,經(jīng)過相互作用,最后達到共同速度。

“一分為二”問題:兩個物體以共同的初速度運動,由于相互作用而分開各自以不同的速度運動。

3、會用動量守恒定律解“人船模型”問題

兩個物體均處于靜止,當(dāng)兩個物體存在相互作用而不受外力作用時,系統(tǒng)動量守恒。這類問題的特點:兩物體同時運動,同時停止。

4、會分析求解“三體作用過程”問題

所謂“三體二次作用”問題是指系統(tǒng)由三個物體組成,但這三個物體間存在二次不同的相互作用過程。解答這類問題必須弄清這二次相互作用過程的特點,有哪幾個物體參加?是短暫作用過程還是持續(xù)作用過程?各個過程遵守什么規(guī)律?弄清上述問題,就可以對不同的物理過程選擇恰當(dāng)?shù)囊?guī)律進行列式求解。

5、會分析求解“二體作用過程”問題

所謂二體三次作用”問題是指系統(tǒng)由兩個物體組成,但這兩個物體存在三次不同的相互作用過程。求解這類問題的關(guān)鍵是正確劃分三個不同的物理過程,并能弄清這些過程的特點,針對相應(yīng)的過程應(yīng)用相應(yīng)的規(guī)律列方程解題。

6、碰撞、爆炸與反沖

1、碰撞問題:

1)碰撞是指相對運動的物體相遇時,在極短時間內(nèi)它們的運動狀態(tài)發(fā)生了顯著變化的過程。

(2)碰撞是物體之間突然發(fā)生的現(xiàn)象,由于作用時間極短,相互作用力遠遠大于外力,因此碰撞時,系統(tǒng)的動量守恒。

(3)兩物體相碰通常有以下三種情況

①兩物體碰撞后合為一個整體,以某一共同速度運動,稱為完全非彈性碰撞。此類碰撞中動能損失最多,即動能轉(zhuǎn)化為其他形式能的值最多。

②兩物體碰撞后,動能無損失,稱為完全彈性碰撞。當(dāng)兩相等質(zhì)量的物體發(fā)生彈性碰撞時,則發(fā)生速度交換,這是一個很有用的結(jié)論。

③兩物體碰撞后雖分開,但動能有損失,稱為非完全彈性碰撞。

7、判斷碰撞結(jié)果的三大原則

①動量守恒即P1+P2=P1+P2

②動能不增加,即EK1+EK2EK1+EK2

③速度要符合的情景:如果碰前兩物體同向運動,則后面的物體速度必大于前面物體的速度,否則無法實現(xiàn)碰撞。碰撞后,原來在前的物體的速度一定增大,且原來在前的物體速度大于或等于原來在后的物體的速度,否則碰撞沒有結(jié)束。

如果碰前兩物體是相向運動,則碰后,兩物體的運動方向不可能都不改變,除非兩物體碰撞后速度均為零。

8、爆炸問題:

(1)爆炸的物體,爆炸后分裂成幾個物體,在爆炸的一瞬間,產(chǎn)生的內(nèi)力一般遠遠大于外力,因此在爆炸前后瞬時,系統(tǒng)的總動量守恒,可以應(yīng)用動量守恒定律解題。

(2)在碰撞和爆炸這類問題中,相互作用力是變力,且力的變化規(guī)律非常復(fù)雜,無法用牛頓運動定律求解,但用動量守恒定律求解時,只需考慮過程的始末狀態(tài),而不需考慮過程的具體細節(jié),這正是用動量守恒定律來求解問題的優(yōu)點。

9、反沖運動

(1)一個系統(tǒng),當(dāng)其中一個物體(或系統(tǒng)中的一部分)向某一方向運動時,系統(tǒng)的另一物體(或系統(tǒng)中的另一部分)同時向反方向運動的現(xiàn)象稱作反沖運動。

(2)系統(tǒng)內(nèi)物體間強大的作用力與反作用力的沖量是造成反沖運動的根本原因,如發(fā)射炮彈時炮身的后退,火箭因急速向下噴氣而被發(fā)射升空等。

(3)在反沖運動中,若系統(tǒng)不受外力或外力遠小于系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用力時,可用動量守恒定律分析求解。

10、:會用動量守恒定律和能量守恒解“相對滑動類”問題

解決動力學(xué)問題,一般有三種途徑:

(1)牛頓第二定律和運動學(xué)公式(力的觀點);

(2)動量定理和動量守恒定律(動量觀點);

3)動能定理、機械能守恒定律、功能關(guān)系、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律(能量觀點).以上這三種觀點俗稱求解力學(xué)問題的三把“金鑰匙”.如何合理選取三把“金鑰匙”解決動力學(xué)問題,是老師很難教會的。但可以通過分別用三把“金鑰匙”對一道題進行求解,通過比較就會知道如何選取三把“金鑰匙” 解決動力學(xué)問題,從而提高分析問題解決問題的能力。

11、會根據(jù)圖象分析推理解答相關(guān)問題

12、會利用數(shù)學(xué)方法求解物理問題。

物理學(xué)中常用的歸納法為不完全歸納法,是解決復(fù)雜問題的有效方法,往往和其他數(shù)學(xué)知識如數(shù)列、極限等結(jié)合。

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