高中物理选修3-5-动量守恒定律-精品课件

§1.2动量守恒定律复习1、什么是动量？动量变化量如何计算？2、什么是冲量？如何求合冲量？3、动量定理内容是什么？表达式怎样？力的空间积累使动能发生变化N·m（J）标量W=FS功力的时间积累使动量发生变化N·S矢量I=Ft冲量冲量与功有什么区别？作用力与反作用力：作用力的冲量与反作用力的冲量总是等值、反向并在同一条直线上，但是作用力的功与反作用力的功不一定相等。例：子弹打木块，两个摩擦力做功不等。思考与讨论：情景一在冰面上静止着一个大运动员和一个小运动员，他们相互推一下，会出现什么样的情况？情景二创设物理情景m1和m2两个小球在光滑水平面上做匀速运动，速度分别是v1和v2，且v1v2。经过时间t后，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1′和v2′,问：①两个小球在碰撞过程中各受到什么力的作用？N1G1N2G2F1F2系统内力外力系统：有相互作用的物体构成一个系统内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力外力：外部其他物体对系统的作用力应用动量定理：mvvmtF合F1F2对m1小球：11111-vmvmtF以向右为正方向：对m2小球：22222vmvmtF对系统：22112211vmvmvmvm一、动量守恒定律1、内容：一个系统不受外力或所受合外力为零，这个系统的总动量保持不变2、表达式：3、守恒条件：一个系统不受外力或所受合外力为零务必注意正方向的确定4、适用范围：适用于宏观物体，也适用于微观物体；适用于低速物体，也适用于高速物体。22112211vmvmvmvm练习1、大小相等的甲、乙两球在光滑的水平桌面上相碰，甲球质量为乙球质量的4倍，当甲球以2m/s的速度与静止乙球发生正碰后，乙球获得2m/s的速度，求这时甲球的速度？v1甲乙解：（1）确定研究系统：两球为研究系统（2）判定系统动量是否守恒：守恒（3）确定正方向：向右为正，判断始末动量（4）由动量守恒定律列式求解练习2、如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（）A．先放开左手，放开右手前，系统动量不守恒B．同时放开两手，系统的总动量守恒，且总动量为零C．先放开左手，系统总动量不为零，且方向向左D．无论何时放手，只要弹簧中有弹力，系统动量就不守恒。ABC练习3、A、B两船质量均为m，都静止在平静的水面上，现A船中质量为m的人，以对地的水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳到A船，…经n次跳跃后（水的阻力不计）（）A．A、B两船（包括人）的速度大小之比为2：3B．A、B两船（包括人）的动量大小之比为1：1C．A、B两船（包括人）的动能之比为2：3D．A、B两船（包括人）的动能之比为1：1B动量守恒解题注意事项：（1）动量守恒中需注意分析、选取始末状态；（2）动量分析中请注意：谁的速度（对地）就带谁的质量，同一状态中同一物体质量在计算中不会出现两次；（3）运动学计算式中，速度都带大小，方向直接判断在正负号中；若不知道速度的方向，可假设一个方向，然后代入计算，结果是正的，就和假设方向同向；结果是负的，就和假设方向反向。最后的解答按题目要求加上方向上的说明。问题1、一枚在空中飞行的导弹，质量为m，在某一点速度的大小为v。导弹在该点突然炸成两块，其中质量为m1的一块以速度大小v1沿v的反方向飞去，求另一块运动的速度。v解：设向右为正二、动量守恒定律的其它条件1、内力远大于外力，外力可以忽略不计，因此可认为动量守恒。典例：爆炸过程问题2、质量为M的小车在光滑水平面上以速度v向东行驶，一个质量为m的小球从距地面高H处自由落下，正好落入车中，此后小车的速度将多大？解析：作用过程竖直方向受力不为零，但水平方向受外力为零。这种情况，只在水平方向动量守恒。2、系统外力之和不为零，当在某一方向上的外力之和为零，则在这个方向动量守恒。二、动量守恒定律的其它条件1、内力远大于外力，外力可以忽略不计，因此可认为动量守恒。典例：爆炸过程2、系统外力之和不为零，当在某一方向上的外力之和为零，则在这个方向动量守恒。典例：物体落到车上问题3、质量200kg的平板车载着质量为50kg的人静止在光滑水平地面上。某一时刻人从车尾以相对车4m/s的速度沿与车运动方向相反的方向水平跳下车，求人跳离车后平板车运动的速度。解析：人跳车时，发生人与车的相互作用，人与车的速度同时发生变化。设人跳车时的相对车的速度v，车的速度为u，则人对地速度为（v-u），人与车构成系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，作用前系统动量为0，作用后动量为Mu-m(v-u)，因此有0=Mv-m（v-u）解得车的速度：方向与原方向相同。说明：1、在应用动量守恒规律时，应注意动量相对说明参考系。作用前后动量都应相对地面（除太空问题）这一参考系，不要盲目将给的速度代入公式。2、在人与车发生相互作用过程中，人的速度发生了变化，车的速度也发生了变化，因此在理解人对车的速度时应注意是相对车速度变化以后的速度。3、相对速度的题目中，若已知A对地的速度、B物体相对于A物体的速度，求B对地的速度时，在计算中，速度都带大小，则遵循同向相加、反向相减的规律，方向另外判断。典型实例：人船模型问题4、如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人站在船头。不计水的阻力，人从船头走到船尾的过程中，（1）若人的速度为v1，船的速度v2为多少？（2）船和人对水面的位移各是多少？解：以人和船尾研究系统，以人的方向为正方向，由动量守恒定律得：0=mv1-Mv2得船速为：将船和人近似看作匀速直线运动，两边同乘以时间t，得0=mS1-MS2由S1+S2=L解得：三、反冲运动与火箭1、反冲运动：两个物体相互作用时，由于一个物体的运动而引起另一个物体后退的运动，称为反冲运动。2、反冲运动的特点：（1）物体发生相互作用的时间往往很短，相互作用力较大，并且往往是变力；（2）在发生反冲的短时间内，若外力的影响很小，系统动量守恒（或某方向上的系统的动量守恒）（3）反冲运动中常伴随着其它的能量（如化学能、原子能）向机械能的转化。实验视频3、典例：火箭的发射；宇航员的太空行走；自动喷水装置；枪的后坐力；高压水枪的反冲作用。问题5、一名质量为80kg的宇航员，到宇宙飞船外面去做实验，他相对于宇宙飞船是静止的，实验结束后，他把一只质量为10kg的空气筒，以相对于宇宙飞船为2.0m/s的速度扔掉。求宇航员由此得到的相对于宇宙飞船的速度。答案：v=0.25m/s