高三物理动量守恒定律课件二第三节.ppt
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1、动量守恒定律1 1、动量守恒定律的内容:、动量守恒定律的内容:一个系统不受外力或者所受合外力一个系统不受外力或者所受合外力为零,这个系统的总动量保持不变。为零,这个系统的总动量保持不变。2 2、动量守恒定律的表达式:、动量守恒定律的表达式:(1 1)系统作用前、后总动量:)系统作用前、后总动量:m m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2(2 2)相互作用的物体)相互作用的物体1 1和物体和物体2 2的动量变化:的动量变化:m1v1m1v1(m2v2 m2v2)1 1=-=-2 2(3)系统总动量的变化:)系统总动量的变化:总总=0=0
2、 3 3、动量守恒定律的适用范围:、动量守恒定律的适用范围:普遍适用普遍适用宏观和微观,低速和高速。宏观和微观,低速和高速。对动量守恒条件的理解对动量守恒条件的理解1、系统不受外力、系统不受外力(理想理想)或系统所受合外力或系统所受合外力为零。为零。2、系统受外力的合力虽不为零,但系统外力、系统受外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来过程中的重力等外力比起相互作用的内力来要小得多要小得多,且作用时间极短且作用时间极短,可以忽略不计可以忽略不计.3、系统所受外力的合力虽不为零,但在某个、系
3、统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上所受合外力为零,则系统在这个方向上方向上所受合外力为零,则系统在这个方向上动量守恒。动量守恒。例例1:质量为:质量为30kg的小孩以的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止的水平速度跳上一辆静止在光滑水平轨道上的平板车,已知平板车的质量为在光滑水平轨道上的平板车,已知平板车的质量为90kg,求小孩跳上车后他们共同的速度。,求小孩跳上车后他们共同的速度。解:取小孩和平板车作为系统,由于整个系统所受合外解:取小孩和平板车作为系统,由于整个系统所受合外为为零,所以系统动量守恒。为为零,所以系统动量守恒。规定小孩初速度方向为正,则:规定小孩初速度方向为正,则:相互
4、作用前:相互作用前:v1=8m/s,v2=0,设小孩跳上车后他们共,设小孩跳上车后他们共同的速度速度为同的速度速度为v,由动量守恒得,由动量守恒得m m1 1v v1 1=(m=(m1 1+m+m2 2)v)v v v=2m/s=2m/s,v数值大于零,表明速度方向与所取正方向一致。数值大于零,表明速度方向与所取正方向一致。4 4、确定系统动量在研究过程中确定系统动量在研究过程中是否守恒是否守恒?应用动量守恒定律解题的步骤1、明确研究对象明确研究对象:将要发生相互作用的物体:将要发生相互作用的物体可视为系统可视为系统 2、进行受力分析进行受力分析,运动过程分析运动过程分析:系统内作:系统内作用
5、的过程也是动量在系统内发生转移的过程。用的过程也是动量在系统内发生转移的过程。3、明确始末状态:明确始末状态:一般来说,系统内的物体一般来说,系统内的物体将要发生相互作用,和相互作用结束,即为将要发生相互作用,和相互作用结束,即为作用过程的始末状态。作用过程的始末状态。5 5、选定、选定正方向正方向,列动量守恒方程及相应辅助,列动量守恒方程及相应辅助方程,求解做答。方程,求解做答。例例2:质量为:质量为2m的物体的物体A以一定速度沿光滑的以一定速度沿光滑的水平面运动,与一个静止的物体水平面运动,与一个静止的物体B碰撞后粘在碰撞后粘在一起,共同速度为碰前的一起,共同速度为碰前的2/3,则,则B物
6、体的质量物体的质量为多少?为多少?解:对解:对AB系统,动量守恒系统,动量守恒设设A的速度为的速度为V,B的质量为的质量为mB,以,以A的速度方向为正方向,得:的速度方向为正方向,得:2mV=(2m+mB)VmB=m如图所示,如图所示,A、B两物体的质量比两物体的质量比mA mB=3 2,它们原来静,它们原来静止在平板车止在平板车C上,上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,间有一根被压缩了的弹簧,A、B与与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放当弹簧突然释放后,则有(后,则有()A.A、B系统动量守恒系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒系统动
7、量守恒C.小车向左运动小车向左运动 D.小车向右运动小车向右运动B C如图所示,质量为如图所示,质量为M的小车在光滑的水平面上以的小车在光滑的水平面上以v0向右匀速运向右匀速运动,一个质量为动,一个质量为m的小球从高的小球从高h处自由下落,与小车碰撞后,处自由下落,与小车碰撞后,反弹上升的最大高度仍为反弹上升的最大高度仍为h.设设M m,发生碰撞时弹力,发生碰撞时弹力N mg,球与车之间的动摩擦因数为,球与车之间的动摩擦因数为,则小球弹起后的水平速则小球弹起后的水平速度可能是(度可能是()A.v0B.0C.2 D.-v0C.气球质量为气球质量为200 kg,载有质量为,载有质量为50 kg的的
8、人,静止在空中距地面人,静止在空中距地面20 m高的地方、气高的地方、气球下悬一根质量可忽略不计的绳子,此人球下悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑到地面,为了安想从气球上沿绳慢慢下滑到地面,为了安全到达地面,这根绳长至少应为全到达地面,这根绳长至少应为_m(不计人的高度(不计人的高度).甲乙两船自身质量为甲乙两船自身质量为120 kg,都静止,都静止在静水中,当一个质量为在静水中,当一个质量为30 kg的小孩的小孩以相对于地面以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船的水平速度从甲船跳上乙船时,不计阻力,甲、乙两船跳上乙船时,不计阻力,甲、乙两船速度大小之比:速度大小之比:v甲
9、甲 v乙乙=_.如图所示甲、乙两人做抛球游戏,甲站在一辆平板车上,车如图所示甲、乙两人做抛球游戏,甲站在一辆平板车上,车与水平地面间摩擦不计与水平地面间摩擦不计.甲与车的总质量甲与车的总质量M=100 kg,另有一,另有一质量质量m=2 kg的球的球.乙站在车的对面的地上,身旁有若干质量乙站在车的对面的地上,身旁有若干质量不等的球不等的球.开始车静止,甲将球以速度开始车静止,甲将球以速度v(相对地面)水平抛(相对地面)水平抛给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一质量为给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一质量为m=2m的球的球以相同速率以相同速率v水平抛回给甲,甲接住后,再以相同速率水平抛回给甲,甲接
10、住后,再以相同速率v将将此球水平抛给乙,这样往复进行此球水平抛给乙,这样往复进行.乙每次抛回给甲的球的质乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到的球的质量为量都等于他接到的球的质量为2倍倍,求:求:(1)甲第二次抛出球后,车的速度大小)甲第二次抛出球后,车的速度大小.(2)从第一次算起,甲抛出多少个球后,再不能接到乙抛)从第一次算起,甲抛出多少个球后,再不能接到乙抛回来的球回来的球.(1)v,向左向左(2)5个个如图所示质量相同的如图所示质量相同的A、B、C三木块从同一高三木块从同一高度自由下落,当度自由下落,当A木块落至某一位置时被水平飞木块落至某一位置时被水平飞来的子弹很快地击中(设子弹未穿出
11、)来的子弹很快地击中(设子弹未穿出).C刚下落刚下落时被水平飞来的子弹击中而下落,则时被水平飞来的子弹击中而下落,则A、B、C三木块在空中的运动时间三木块在空中的运动时间tA,tB,tC的关系是的关系是_.A、B两只载货小船,平等逆向航行,当它们头两只载货小船,平等逆向航行,当它们头尾相齐时,两只船上各将质量为尾相齐时,两只船上各将质量为m=50kg的麻袋的麻袋放到对面的船上,结果放到对面的船上,结果A船停了下来,船停了下来,B以以V=8.5m/s沿原方向航行,若两船质量(包括麻袋)沿原方向航行,若两船质量(包括麻袋)分别为分别为MA=500kg,MB=1000kg。求两船原来的。求两船原来的
12、速度是多少?速度是多少?1m/s -9m/s一辆平板车在光滑轨道上作匀速运动,它对地速度一辆平板车在光滑轨道上作匀速运动,它对地速度V1=5m/s,车与所载货物的总质量车与所载货物的总质量M=200kg,现将,现将m=20kg的货物以相对车为的货物以相对车为u=5m/s的速度水平向车后的速度水平向车后抛出,求抛出货物后车对地的速度为多少?抛出,求抛出货物后车对地的速度为多少?注意:矢量性、同系性、瞬时性5.5m/s 方向仍沿原来方向碰撞碰撞 两个物体在极短时间内发生相互作用,这种两个物体在极短时间内发生相互作用,这种两个物体在极短时间内发生相互作用,这种两个物体在极短时间内发生相互作用,这种情
13、况称为碰撞。由于作用时间极短,一般都满足情况称为碰撞。由于作用时间极短,一般都满足情况称为碰撞。由于作用时间极短,一般都满足情况称为碰撞。由于作用时间极短,一般都满足内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。内力远大于外力,所以可以认为系统的动量守恒。碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。撞三种。撞三种。撞三种。碰撞的全过程:设光滑水平面上,质量为碰撞的全过程:设光滑水
14、平面上,质量为m1的物体的物体A以速度以速度v1向质向质量为量为m2的静止物体的静止物体B运动,运动,B的左端连有轻弹簧。在的左端连有轻弹簧。在位置位置A、B刚好刚好接触,弹簧开始被压缩,接触,弹簧开始被压缩,A开始减速,开始减速,B开始加速;到开始加速;到位置位置A、B速度速度刚好相等(设为刚好相等(设为v),弹簧被压缩到最短;再往后),弹簧被压缩到最短;再往后A、B开始远离,弹簧开始远离,弹簧开始恢复原长,到开始恢复原长,到位置弹簧刚好为原长,位置弹簧刚好为原长,A、B分开,这时分开,这时A、B的速的速度分别为度分别为v1/v2/。全过程系统动量一定是守恒的;而机械能是否守恒就。全过程系统
15、动量一定是守恒的;而机械能是否守恒就要看弹簧的弹性如何了。要看弹簧的弹性如何了。A A B A B A Bv1vv1/v2/(1)弹簧是完全弹性的。)弹簧是完全弹性的。系统动能减少全部转化为弹系统动能减少全部转化为弹性势能,性势能,状态系统动能最小而弹性势能最大;状态系统动能最小而弹性势能最大;弹性势弹性势能减少全部转化为动能;因此能减少全部转化为动能;因此、状态系统动能相等。这种状态系统动能相等。这种碰撞叫做弹性碰撞。由动量守恒和能量守恒可以证明碰撞叫做弹性碰撞。由动量守恒和能量守恒可以证明A、B的的最终速度分别为:最终速度分别为:推导过程推导过程讨讨论论、m1=m2 V1/=0 V2/=V
16、1 交换速度交换速度、m1m2 V1/=V1 V2/=V1 撞飞物体撞飞物体、m1m2 V1/=V1 V2/=0 对墙打乒乓球,速度反向对墙打乒乓球,速度反向(2)弹簧不是完全弹性的。)弹簧不是完全弹性的。系统动能减少,一部系统动能减少,一部分转化为弹性势能,一部分转化为内能,分转化为弹性势能,一部分转化为内能,状态系统动能状态系统动能仍和仍和相同,弹性势能仍最大,但比相同,弹性势能仍最大,但比小;小;弹性势弹性势能减少,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(一部分动能转化为内能)。这种碰撞叫系统动能有损失(一部分动能转化为
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- 物理 动量 守恒定律 课件 三节
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