动量守恒定律Word格式.docx
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二、深刻理解冲量的概念
（1）定义:
力和力的作用时间的乘积叫做冲量：
I=Ft
（2）冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。
（3）冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。
如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。
如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。
对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
倾角为α的光滑斜面，长为s，一个质量为m的物体自A点从静止滑下到底端B，在由A到B的过程中，斜面对物体的冲量大小是，重力冲量的大小是。
物体受到的合外力冲量大小是（斜面固定不动）．
例题2：
一单摆摆球质量m=0．2kg，摆长l=0．5m．今将摆球拉高与竖直方向成50角处由静止释放，求摆球运动至平衡位置过程中重力的冲量和合力的冲量．（g＝10m／s2）
例题3：
以初速度v水平抛出一质量为m的石块，不计空气阻力，则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是（）
A.在两个相等的时间间隔内，石块受到的冲量相同
B.在两个相等的时间间隔内，石块动量的增量相同
C.在两个下落高度相同的过程中，石块动量的增量相同
D.在两个下落高度相同的过程中，石块动能的增量相同
（4）恒力F的冲量直接根据I=Ft求，而变力的冲量一般要由动量定理或F-t图线与横轴所夹的面积来求。
例题4：
一个物体同时受到两个力F1、F2的作用，F1、F2与时间t的关系如图1所示，如果该物体从静止开始运动，经过t=10s后F1、F2以及合力F的冲量各是多少？
例题5：
一质量为100g的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上．若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的冲量大小为________．（取g=10m/s2，不计空气阻力）．
例题6：
从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是：
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长。
（5）要注意的是：
冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。
特别是力作用在静止的物体上也有冲量。
例题7：
在距地面高为h，同时以相等初速V0分别平抛，竖直上抛，竖直下抛一质量相等的物体m，当它们落地的瞬间正确的是：
A．速度相等B．动量相等
C．动能相等D．从抛出到落地的时间相等
三、深刻理解动量定理
（1）动量定理：
物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。
既I=Δp
（2）动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。
这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量（或者说是物体所受各外力冲量的矢量和）。
（3）动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量）间的互求关系。
（4）现代物理学把力定义为物体动量的变化率：
（牛顿第二定律的动量形式）。
（5）动量定理的表达式是矢量式。
在一维的情况下，各个矢量必须以同一个规定的方向为正。
动量定理应用的注意事项
1．动量定理的研究对象是单个物体或可看作单个物体的系统，当研究对象为物体系时，物体系的总动量的增量等于相应时间内物体系所受外力的合力的冲量，所谓物体系总动量的增量是指系统内各个的体动量变化量的矢量和。
而物体系所受的合外力的冲量是把系统内各个物体所受的一切外力的冲量的矢量和。
2．动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。
它可以是恒力，也可以是变力。
当合外力为变力时F则是合外力对作用时间的平均值。
3．动量定理公式中的Δ（mv）是研究对象的动量的增量，是过程终态的动量减去过程始态的动量（要考虑方向），切不能颠倒始、终态的顺序。
4．动量定理公式中的等号表明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值相等，方向一致，单位相同。
但考生不能认为合外力的冲量就是动量的增量，合外力的冲量是导致研究对象运动改变的外因，而动量的增量却是研究对象受外部冲量作用后的必然结果。
5．用动量定理解题，只能选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体做参照物。
忽视冲量和动量的方向性，造成I与P正负取值的混乱，或忽视动量的相对性，选取相对地球做变速运动的物体做参照物，是解题错误的常见情况。
一个质量为m=2kg的物体在F1=8N的水平推力作用下，从静止开始沿水平面运动了t1=5s，然后推力减小为F2=5N，方向不变，物体又运动了t2=4s后撤去外力,物体再经过t3=6s停下来。
试求物体在水平面上所受的摩擦力。
如图所示，A、B经细绳相连挂在弹簧下静止不动，A的质量为m，B的质量为M，当A、B间绳突然断开物体A上升到某位置时速度为v，这时B下落速度为u，在这段时间内弹簧弹力对物体A的冲量为
滑块A和B用轻细绳连接在一起后放在水平桌面上，水平恒力F作用在B上，使A、B一起由静止开始沿水平桌面滑动，已知滑块A、B与水平桌面间的滑动摩擦因数μ，力F作用t秒后，A、B间连线断开，此后力F仍作用于B，试求：
滑块A刚刚停住时，滑块B的速度多大？
滑块A、B的质量分别为mA、mB
四、深刻理解动量守恒定律
（1）.动量守恒定律：
一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
即：
（2）动量守恒定律成立的条件
系统不受外力或者所受外力之和为零；
系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；
系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。
全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。
（3）.动量守恒定律的表达形式：
除了
，即p1+p2=p1/+p2/外，还有：
Δp1+Δp2=0，Δp1=-Δp2和
（4）动量守恒定律的重要意义
动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。
（另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。
）从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。
如图3所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，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作为研究对象（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
把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是︰（）
A．枪和弹组成的系统，动量守恒B．枪和车组成的系统，动量守恒
C．三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒
D．三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零
如图4所示，A、B两小车间夹一压缩了的轻质弹簧，且置于光滑水平面上，用手抓住小车使其静止，下列叙述正确的是：
（）
A．两手先后放开A、B时，两车的总动量大于将A、B同时放开时的总动量
B．先放开左边的A车，后放开右边的B车，总动量向右
C．先放开右边的B车，后放开左边的A车，总动量向右
D．两手同时放开A、B车，总动量为零
5、碰撞：
碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。
碰撞的特点
（1）作用时间极短，内力远大于外力，总动量总是守恒的。
（2）碰撞过程中，总动能不增。
因为没有其它形式的能量转化为动能。
（3）碰撞过程中当两物体碰后速度相等时，即发生完全非弹性碰撞时，系统动能损失最大。
（4）碰撞过程中，两物体产生的位移可忽略。
判定碰撞可能性问题的分析思路
（1）判定系统动量是否守恒。
（2）判定物理情景是否可行，如追碰后，前球动量不能减小，后球动量在原方向上不能增加；
追碰后，后球在原方向的速度不可能大于前球的速度。
（3）判定碰撞前后动能是不增加。
如：
光滑水平面上，质量为m1的物体A以速度v1向质量为m2的静止物体B运动，B的左端连有轻弹簧
（1）弹簧是完全弹性的。
压缩过程系统动能减少全部转化为弹性势能，Ⅱ状态系统动能最小而弹性势能最大；
分开过程弹性势能减少全部转化为动能；
因此Ⅰ、Ⅲ状态系统动能相等。
这种碰撞叫做弹性碰撞。
由动量守恒和能量守恒可以证实A、B的最终速度分别为：
。
（这个结论最好背下来，以后经常要用到。
）
（2）弹簧不是完全弹性的。
压缩过程系统动能减少，一部分转化为弹性势能，一部分转化为内能，Ⅱ状态弹性势能仍最大，但比损失的动能小；
分离过程弹性势能减少，部分转化为动能，部分转化为内能；
因为全过程系统动能有损失。
（3）弹簧完全没有弹性。
压缩过程系统动能减少全部转化为内能，Ⅱ状态没有弹性势能；
由于没有弹性，A、B不再分开，而是共同运动，不再有分离过程。
可以证实，A、B最终的共同速度为
在完全非弹性碰撞过程中，系统的动能损失最大。
如图所示，木块A的右侧为光滑曲面,且下端极薄,其质量为2.0㎏，静止于光滑水平面上，一质量为2.0㎏的小球B以2.0m/s的速度从右向左运动冲上A的曲面，与A发生相互作用.
（1）B球沿A曲面上升的最大高度（设B球不能飞出去）是：
A．0.40mB．0.20mC．0.10mD．0.05m
（2）B球沿A曲面上升到最大高度处时的速度是：
A．0B．1.0m/sC．0.71m/sD．0.50m/s
（3）B球与A曲面相互作用结束后,B球的速度是：
A．0B．1.0m/sC．0.71m/sD．0.50m/s
A、B两球在光滑水平面上沿同一直线同向运动，A、B的质量分别为2kg和4kg，A的动量是6kg·
m/s，B的动量是8kg·
m/s，当A球追上B球发生碰撞后，A、B两球动量可能值分别为：
A．4kg·
m/s，10kg·
m/sB．-6kg·
m/s，20kg·
m/s
C．10kg·
m/s，4kg·
m/sD．5kg·
m/s，9kg·
甲乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动，已知它们的动量分别是P1=5kg.m/s,P2=7kg.m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kg.m/s，则二球质量m1与m2间的关系可能是下面的哪几种？
A、m1=m2B、2m1=m2C、4m1=m2D、6m1=m2。
6、子弹打木块类问题
设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d。
求木块对子弹的平均阻力的大小和该过
程中木块前进的距离。
7、反冲问题
在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开。
这类问题相互作用过程中系统的动能增大，有其它能向动能转化。
可以把这类问题统称为反冲。
质量为m的人站在质量为M，长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边。
当他向左走到船的左端时，船左端离岸多远？
总质量为M的火箭模型从飞机上释放时的速度为v0，速度方向水平。
火箭向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气后，火箭本身的速度变为多大？
载人气球原静止于高h的高空，气球质量为M，人的质量为m，若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多长？
8、爆炸类问题
例题8：
抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，这时忽然炸成两块，其中大块质量300g仍按原方向飞行，其速度测得为50m/s，另一小块质量为200g，求它的速度的大小和方向
9、全过程的合外力为零，动量守恒的应用
例题9：
如图8所示，质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以速度V0作匀速直线运动，某时刻拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现，若汽车的牵引力一直未变，路面的动摩擦因数也不变，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？
例题10：
质量为M热气球上放有质量为m的砂袋；
气球正以速度V0匀速下降，为阻止气球下降，将砂袋抛出，若热气球受到的浮力不变，砂袋受到的空气阻力不计，那么气球刚停止下降时，砂袋的瞬时速度是多大？
10、物块与平板间的相对滑动
例题11：
如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m＜M，A、B间动摩擦因数为μ，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求：
（1）A、B最后的速度大小和方向；
（2）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车向右运动的位移大小。
例题12：
两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为mA=0.5㎏，mB=0.3㎏，它们的下底面光滑，上表面粗糙；
另有一质量mC=0.1㎏的滑块C（可视为质点），以vc=25m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如图所示，由于摩擦，滑块最后停在木块B上，B和C的共同速度为3.0m/s，求：
（1）木块A的最终速度vA；
（2）滑块C离开A时的速度vc′。
例题13：
如图10所示，C是放在光滑的水平面上的一块木板，木板的质量为3m，在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B，它们与木板间的动摩擦因数均为μ。
最初木板静止，A、B两木块同时以方向水平向右的初速度V0和2V0在木板上滑动，木板足够长，A、B始终未滑离木板。
求：
（1）木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中，木块B所发生的位移；
（2）木块A在整个过程中的最小速度。
动量守恒定律习题归纳
1、“合二为一”问题：
两个速度不同的物体，经过相互作用，最后达到共同速度。
甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶，速度均为6m/s.甲车上有质量为m=1kg的小球若干个，甲和他的车及所带小球的总质量为M1=50kg，乙和他的车总质量为M2=30kg。
现为避免相撞，甲不断地将小球以相对地面16.5m/s的水平速度抛向乙，且被乙接住。
假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不致相撞，试求此时：
（1）两车的速度各为多少？
（2）甲总共抛出了多少个小球？
分析与解：
甲、乙两小孩依在抛球的时候是“一分为二”的过程，接球的过程是“合二为一”的过程。
（1）甲、乙两小孩及两车组成的系统总动量沿甲车的运动方向，甲不断抛球、乙接球后，当甲和小车与乙和小车具有共同速度时，可保证刚好不撞。
设共同速度为V，则:
M1V1－M2V1=（M1+M2）V
（2）这一过程中乙小孩及时的动量变化为:
△P=30×
6－30×
（－1.5）=225（kg·
m/s）
每一个小球被乙接收后，到最终的动量弯化为△P1=16.5×
1－1.5×
1=15（kg·
故小球个数为
2、“一分为二”问题：
两个物体以共同的初速度运动，由于相互作用而分开后以不同的速度运动。
人和冰车的总质量为M，另有一个质量为m的坚固木箱，开始时人坐在冰车上静止在光滑水平冰面上，某一时刻人将原来静止在冰面上的木箱以速度V推向前方弹性挡板，木箱与档板碰撞后又反向弹回，设木箱与挡板碰撞过程中没有机械能的损失，人接到木箱后又以速度V推向挡板，如此反复多次，试求人推多少次木箱后将不可能再接到木箱？
（已知
解析:
人每次推木箱都可看作“一分为二”的过程，人每次接箱都可以看作是“合二为一”的过程，所以本题为多个“一分为二”和“合二为一”过程的组合过程。
设人第一次推出后自身速度为V1，则：
MV1=mV，
人接后第二次推出，自身速度为V2，则mV+2mV=MV2
（因为人每完成接后推一次循环动作，自身动量可看成增加2mV）
设人接后第n次推出，自身速度为Vn，则mV+2mV（n-1）=MVn
∴Vn=
（2n-1）V，
若Vn≥V，则人第n次推出后，不能再接回，将有关数据代入上式得n≥8.25，∴n=9。
练习：
如图所示，甲乙两小孩各坐一辆冰撬，在水平冰面上游戏，甲和他乘的冰撬质量共为
，乙和他乘的冰撬质量也是30kg。
游戏时，甲推着一个质量
的箱子，共同以速度
滑行，乙以同样大的速度迎面而来，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。
求甲至少以多大的速度（相对地面）将箱子推出才能避免相撞。
解析：
由于摩擦，甲乙两人及冰撬，木箱系统动量守恒。
甲乙两人不相撞的临界条件是有相等的速度，设甲推木箱后，乙抓住木箱后速度为
，取甲初速为正。
甲推出木箱速度为
3、“三体二次作用过程”问题
所谓“三体二次作用”问题是指系统由三个物体组成，但这三个物体间存在二次不同的相互作用过程。
解答这类问题必须弄清这二次相互作用过程的特点，有哪几个物体参加？
是短暂作用过程还是持续作用过程？
各个过程遵守什么规律？
弄清上述问题，就可以对不同的物理过程选择恰当的规律进行列式求解。
光滑的水平面上，用弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以V0=6m/s的速度向右运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C静止在前方，如图所示。
B与C碰撞后二者粘在一起运动，在以后的运动中，当弹簧的弹性势能达到最大为J时，物块A的速度是m/s。
本题是一个“三体二次作用”问题：
“三体”为A、B、C三物块。
“二次作用”过程为第一次是B、C二物块发生短时作用，而A不参加，这过程动量守恒而机械能不守恒；
第二次是B、C二物块作为一整体与A物块发生持续作用，这过程动量守恒机械能也守恒。
对于第一次B、C二物块发生短时作用过程，设B、C二物块发生短时作用后的共同速度为VBC，则据动量守恒定律得：
（1）
对于第二次B、C二物块作为一整体与A物块发生持续作用，设发生持续作用后的共同速度为V，则据动量守恒定律和机械能守恒定律得：
mAV0+
（2）
（3）
由式
（1）、
（2）、（3）可得：
当弹簧的弹性势能达到最大为EP=12J时，物块A的速度V=3m/s。
4、“二体三次作用过程”问题
所谓“二体三次作用”问题是指系统由两个物体组成，但这两个物体存在三次不同的相互作用过程。
求解这类问题的关键是正确划分三个不同的物理过程，并能弄清这些过程的特点，针对相应的过程应用相应的规律列方程解题。
如图所示，打桩机锤头质量为M，从距桩顶h高处自由下落，打在质量为m的木桩上，且在极短时间内便随桩一起向下运动，使得木桩深入泥土的距离为S，那么在木桩下陷过程中泥土对木桩的平均阻力是多少？
这是一道联系实际的试题。
许多同学对打木桩问题的过程没有弄清楚，加上又不理解“作用时间极短”的含意而酿成错误。
其实打木桩问题可分为三个过程：
其一：
锤头自由下落运动过程，设锤刚与木桩接
触的速度为V0，则据机械能守恒定律得：
Mgh=
所以V0=
其二：
锤与木桩的碰撞过程，由于作用时间极短，
内力远大于外力，动量守恒，设碰后的共同速度为V，
据动量守恒定律可得：
MV0=（M+m）V,所以V=
其三：
锤与桩一起向下做减速运动过程，设在木桩下陷过程中泥土对木桩的平均阻力为f,由动能定理可得：
（M+m）gS-fS=0-
所以f=（M+m）g+
.
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