选修3-5第十六章 动量复习精品课件概要

分类例析课堂对点演练第2节动量守恒定律分类例析课堂对点演练1．理解系统、内力、外力的概念．2．知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的条件．3．知道动量守恒定律的普遍意义．4．会用动量守恒定律解决实际问题．5．理解反冲运动的概念，了解火箭的工作原理.分类例析课堂对点演练一、系统、内力与外力1．系统：相互作用的___________物体组成一个力学系统．2．内力：系统中，物体间的相互作用力．3．外力：系统_____物体对系统内物体的作用力．二、动量守恒定律内容：如果一个系统_________或者________________________，这个系统的总动量保持不变．表达式：对两个物体组成的系统，常写成：p1＋p2＝________或m1v1＋m2v2＝____________．两个或多个外部不受外力所受合外力的矢量和为零p1′＋p2′m1v1′＋m2v2′分类例析课堂对点演练成立条件(1)系统不受外力作用．(2)系统受外力作用，但合外力_____．三、动量守恒定律的普适性动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的_____领域．四、反冲定义：根据动量守恒定律，一个静止的物体在_____的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必向_____方向运动的现象．为零一切内力相反分类例析课堂对点演练特点(1)反冲运动中，相互作用力大，时间短，通常可以用_____________处理．(2)反冲运动中，由于往往有_________的能转化为_____，所以系统总动能可以______．反冲运动现象的防止和应用(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．(2)防止：不利的如大炮射击时炮身的反冲，射击时枪身的反冲．(3)应用：反击式水轮机、喷气式飞机、火箭的发射等．动量守恒定律其他形式动能增加分类例析课堂对点演练火箭的工作原理是_____运动，其_____过程动量守恒．它是靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前速度的．当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得大小_____、方向_____的动量．当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行．当然，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，研究时应该取火箭本身和相互作用的时间内喷出的气体为研究对象．五、火箭工作原理反冲反冲相等相反分类例析课堂对点演练(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2000～4000m/s.(2)火箭的质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比．决定于火箭的结构和材料．现代火箭能达到的质量比不超过10.喷气速度_____，质量比____，火箭获得的速度_____．主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头、人造卫星或宇宙飞船，是宇宙航行的运载工具．影响火箭获得速度大小的因素用途越大越大越大分类例析课堂对点演练(1)实验目的：探究物体碰撞前后总动量有何关系．(2)实验器材：气垫导轨、滑块(3块)、弹片、天平、光电门、数字毫秒计．(3)实验过程：实验一：实验装置如图1－2－1所示，用天平称出两质量相等的滑块，装上相同的挡光板，放在气垫导轨的中部．两滑块靠在一起，用细线拴住后中间压入弹片，处于静止状态．烧断细线，两滑块被弹开并朝相反的方向通过光电门，记录挡光板通过光电门的时间，计算滑块的初速度，求出两滑块的总动量p＝mv1－mv2.一、实验探究：两物体相互作用前后总动量是否守恒实验分类例析课堂对点演练实验结果：两滑块的总动量p＝0不变．实验二：增加一滑块，质量与前两块相同，使弹片一侧滑块的质量是另一侧的2倍，重复实验一的操作，求出两侧滑块的总动量p＝mv1－2mv2.实验结果：两侧滑块的总动量p＝0不变．图1－2－1分类例析课堂对点演练实验三：把气垫导轨的一半覆盖上牛皮纸，并用胶带固定后，用两块质量相等的滑块，重复实验一的操作，求出两滑块的总动量p＝mv1－mv2.实验结果：两滑块的总动量p≠0，发生了变化．(1)在光滑气垫导轨上无论两滑块质量是否相等，它们被弹开前的总动量为零，弹开后的总动量也为零．(2)两滑块构成的系统受到牛皮纸的摩擦力(外力)后，两滑块相互作用前后的总动量发生了变化．结论分类例析课堂对点演练温馨提示要探究两物体碰撞前后总动量是否守恒，需要测出相互作用前两物体的总动量和相互作用后两物体的总动量．要测动量，需要测出两个物体的质量，质量可以利用天平测量，还要测出相互作用前后两物体运动的速度，速度可以在气垫导轨上利用光电门和数字毫秒计计时测量．分类例析课堂对点演练矢量性．公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算，这点要特别注意．相对性．速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1′和v2′应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度．同时性．相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1′、v2′应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度．二、动量守恒定律的三性分类例析课堂对点演练研究对象．动量守恒定律的研究对象为两个或两个以上相互作用的物体所组成的系统．研究阶段．动量守恒是对所研究系统的某一过程而言的，所以研究这类问题时要特别注意分析哪一过程的动量是守恒的．动量守恒的条件是系统不受外力或所受的合外力为零，这就意味着一旦系统所受的合外力不为零，系统的总动量将发生变化．所以，合外力才是系统动量发生改变的原因，系统的内力只能影响系统内各物体的动量，但不会影响系统的总动量．三、对动量守恒定律的理解分类例析课堂对点演练动量守恒指的是总动量在相互作用的过程中时刻守恒，而不是只在始、末状态才守恒，实际列方程时，可在这守恒的无数个状态中任选两个状态来列方程．应用动量守恒定律和牛顿运动定律求解的结果是一致的．牛顿运动定律涉及碰撞过程中的力，而动量守恒定律只涉及始、末两个状态，与碰撞过程中力的细节无关．说明应用动量守恒定律解题时要充分理解它的同时性、矢量性，且只需要抓住始、末状态，无需考虑细节过程．四、用动量守恒定律与牛顿运动定律解题的方法对比分类例析课堂对点演练当系统内的受力情况比较复杂，甚至是变化的时候，应用牛顿运动定律解决很复杂，甚至无法处理，此种情况下运用动量守恒定律来进行处理，可使问题大大简化．注意应用动量守恒定律解题的关键是正确选择系统和过程，并判断是否满足动量守恒的条件．两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题．五、反冲运动的应用——“人船模型”“人船模型”问题的特征分类例析课堂对点演练在平静的湖面上停泊着一条长为L、质量为M的船，如果有一质量为m的人从船的一端走到另一端，不计水对船的阻力，求船和人相对水面的位移各为多少？图1－2－2模型描述(图1－2－2)设人从船的一端走到另一端所用时间为t，人、船的平均速度分别为v人、v船，由人、船整个系统在水平方向上满足动量守恒，则mv人－Mv船＝0，即ms人t－Ms船t＝0，s人＋s船＝L，由以上两式解得s人＝MM＋mL，①s船＝mM＋mL.②分类例析课堂对点演练模型特征的规律(1)“人”走“船”走，“人”停“船”停；(2)s人＝MM＋mL，s船＝mM＋mL，s人、s船的大小与人运动的时间和运动状态无关；(3)让①式比上②式得s人s船＝Mm，在系统满足动量守恒的方向上，人、船的位移与质量成反比．分类例析课堂对点演练为了研究碰撞，实验可以在气垫导轨上进行，这样就可以大大减小阻力，使滑块在碰撞前后的运动可以看成是匀速运动，使实验的可靠性及准确度得以提高．在某次实验中，A、B两铝制滑块在一水平长气垫导轨上相碰，用闪光照相机每隔0.4s的时间拍摄一次照片，每次拍摄时闪光的延续时间很短，可以忽略，如图1－2－3所示，已知A、B之间的质量关系是mB＝1.5mA，拍摄共进行了4次，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后．A原【典例1】气垫导轨研究动量守恒分类例析课堂对点演练来处于静止状态，设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10cm至105cm这段范围内运动(以滑块上的箭头位置为准)，试根据闪光照片求出：(1)A、B两滑块碰撞前后的速度各为多少？(2)根据闪光照片分析说明两滑块碰撞前后各自的质量与速度的乘积和是不是不变量？图1－2－3分类例析课堂对点演练解析由图分析可知：(1)碰撞后vB′＝ΔsB′Δt＝0.20.4m/s＝0.50m/s.vA′＝ΔsA′Δt＝0.30.4m/s＝0.75m/s.从发生碰撞到第二次拍摄照片，A运动的时间是t1＝ΔsA″vA′＝0.150.75s＝0.2s，由此可知：从拍摄第一次照片到发生碰撞的时间为t2＝(0.4－0.2)s＝0.2s，则碰撞前B物体的速度为vB＝ΔsB″t2＝0.20.2m/s＝1.0m/s，由题意得vA＝0.分类例析课堂对点演练(2)碰撞前：mAvA＋mBvB＝1.5mA，碰撞后：mAvA′＋mBvB′＝0.75mA＋0.75mA＝1.5mA，所以mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′，即碰撞前后两个物体各自的质量与速度的乘积之和是不变量．答案见解析分类例析课堂对点演练如图1－2－4所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做探究碰撞中不变量的实验：【变式1】图1－2－4(1)把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在与A和B的固定挡板间放一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态．(2)按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A至C运动时间t1，B至D运动时间t2.分类例析课堂对点演练(3)重复几次取t1、t2的平均值．请回答以下几个问题：①在调整气垫导轨时应注意________________________；②应测量的数据还有______________________________；③作用前A、B两滑块速度与质量乘积之和为________，作用后A、B两滑块速度与质量乘积之和为________．解析①为了保证滑块A、B作用后都做匀速直线运动，必须使气垫导轨水平，需要用水平仪加以调试．②要求出A、B两滑块在卡销放开后的速度，需测出A至C的时间t1和B至D的时间t2，并且要测量出两滑块到挡板的运动距离L1和L2，再由公式v＝st求出其速度．分类例析课堂对点演练③设向左为正方向，根据所测数据求得两滑块的速度分别为vA＝L1t1，vB＝－L2t2.碰前两物体静止，v＝0，速度与质量乘积之和为0，碰后两滑块的速度与质量乘积之和为(M＋m)L1t1－ML2t2.答案①用水平仪测量使得导轨水平②A至C的距离L1、B至D的距离L2③0(M＋m)L1t1－ML2t2分类例析课堂对点演练如图1－2－5所示，A、B两物体的中间用一段细绳相连并有一压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态．若地面光滑，则在细绳被【典例2】系统动量是否守恒的判断图1－2－5剪断后，A、B从C上未滑离之前，A、B在C上向相反方向滑动的过程中()．A．若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B组成的系统动量守恒，A、B、C组成的系统动量守恒B．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量不守恒分类例析课堂对点演练C．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量守恒D．以上说法均不对解析当A、B两物体组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而A、B与C之间的摩擦力为外力．当A、B与C之间的摩擦力大小不相等时，A、B组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒；当A、B与C之间的摩擦力大小相等时，A、B组成的系统所受合外力为零，动量守恒．对A、B、C组成的系统，弹簧的