【大高考】2016届高考物理专题十七碰撞与动量守恒教程.ppt

要点四　动量守恒和能量守恒的综合应用 [突破指南] 1.动量的观点和能量的观点 动量的观点：动量定理和动量守恒定律 能量的观点：动能定理和能量守恒定律 这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变，不对过程变化的细节作深入的研究，而关心运动状态变化的结果及引起变化的原因.简单地说，只要求知道过程的始、末状态动量式、动能式和力在过程中的冲量和所做的功，即可对问题求解. 2.利用动量的观点和能量的观点解题应注意下列问题 (1)动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分量表达式. (2)从研究对象上看，动量定理既可研究单体，又可研究系统，但高中阶段一般用于研究单体. (3)动量守恒定律和能量守恒定律，是自然界最普遍的规律，它们研究的是物体系统，在力学中解题时必须注意动量守恒的条件及机械能守恒的条件.在应用这两个规律时，当确定了研究的对象及运动状态变化的过程后.根据问题的已知条件和要求解的未知量，选择研究的两个状态列方程求解. (4)中学阶段凡可用力和运动的观点解决的问题，若用动量的观点或能量的观点求解,一般都要比用力和运动的观点要简便，而中学阶段涉及的曲线运动 (a不恒定)、竖直面内的圆周运动、碰撞等，就中学知识而言，不可能单纯考虑用力和运动的观点. 【典例4】 如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左 侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动.假设B和C碰撞过程时间极短.求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中， (1)整个系统损失的机械能； (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能. 【借题发挥】 利用动量和能量的观点解题的技巧 (1)若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律). (2)若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理. (3)因为动量守恒定律、能量守恒定律(机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的始、末两个状态有关物理量间的关系,对过程的细节不予细究，这正是它们的方便之处.特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性. 【典例5】 如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平.从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力，求： (1)两球a、b的质量之比； (2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比. 【借题发挥】 解决动量守恒定律和能量守恒的综合应用问题时，要掌握碰撞过程中的能量变化规律，虽然碰撞过程中动量守恒，但机械能不一定守恒，要知道没有能量损失和能量损失最大时的碰撞特点. * * * 固基础 助识记 突要点 探规律 知识点一 动量 1.定义：运动物体的质量m和它的速度v的乘积mv叫做物体的动量.动量通常用符号p来表示，即_______. p＝mv 2.单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号为_______. 3.矢量性：动量是_____，方向与______的方向相同，遵循矢量运算法则. kg·m/s 矢量 速度 【名师助学】 (1)动量和速度一样，是描述物体运动状态的物理量，当物体的运动状态一定时，物体的动量就有确定的数值. (2)动量具有瞬时性.当物体做变速运动时，应明确是哪一时刻或哪一位置的动量.动量与物体的运动速度有关，但它不能表示物体的运动快慢，如两个质量不同的物体速度相同时，它们的动量并不相同. (3)动量具有相对性.选用不同的参考系时，同一运动物体的动量可能不同，通常在不说明参考系的情况下，指的是物体相对于地面的动量.在分析有关问题时要指明相应的参考系. 知识点二 动量的变化 1.因为p＝mv是矢量，只要m的大小、v的大小和v的方向三者中任何一个发生了变化，动量p就发生变化. 2.动量的变化量Δp也是矢量,其方向与速度的改变量Δv的方向相同. 3.动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p′减去初动量p进行计算，也称为动量的增量.即_________ 此式为矢量式，若p′、p不在同一直线上,要用平行四边形定则(或矢量三角形定则)求矢量差;若在同一直线上,应先规定正方向，再用正、负表示p、p′,最后用Δp＝p′－p＝mv′－mv进行代数运算. Δp＝p′－p 【名师助学】 对于给定的物体，若动能发生了变化，动量一定也发生变化；而动量发生变化，动能却不一定发生变化.它们都是相对量，均与参考系的选取有关，高中阶段通常选取地面为参考系. 知识点三 动量定理 1.物体所受合外力的冲量等于物体_____________，