高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 动量守恒定律的应用课文配套ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 动量守恒定律的应用课文配套ppt课件，共24页。PPT课件主要包含了动量守恒定律，系统动量守恒的条件，案例1冰壶运动，冰壶撞击瞬间，假设v1，掷壶瞬间，正方向，v22ms，α粒子，未知射线等内容，欢迎下载使用。

如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
F F
（1）从现象看：系统的动量大小、方向是否发生变化。（2）从条件看：系统所受合外力是否为零;
要点一、动量守恒的条件拓展
思考：下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（ ）
作用时间极短系统内力远大于外力系统动量守恒
水平方向合外力为零水平方向动量守恒
（1）理想条件：系统不受外力
（2）实际条件：系统所受合外力为零；
（3）近似条件：系统所受合外力不为零，但系统内力远大于外力，外力可以忽略不计，则系统动量近似守恒。
（4）单向条件：系统总的来看虽不符合上述条件，但在某一方向符合上述某一条件，则系统在该方向上动量守恒。
冰壶简介： 冰壶，又称掷冰壶，冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。该项目设2小队，双方站在冰场两端，以相对方向的垒圈为目标投掷冰壶，使之溜进垒圈或者接近垒圈。
要点二、动量守恒定律的基本应用
定量计算1：在某次投掷中，黄色冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与静止的红色冰壶发生正碰，碰后红色冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行。若两冰壶质量相等，求碰后黄色冰壶的速度。
应用动量守恒定律应注意： —— 矢量性：一维相互作用时，应选定正方向，用“+、-”号表示速度方向。
定量计算2：假设掷壶运动员手持冰壶从本垒圆心向前的速度v0=1m/s，至前卫线冰壶出手瞬间，冰壶在水平方向上相对于手的速度v1=2m/s。已知掷壶运动员的质量M=60kg，冰壶的质量m=20kg，则冰壶出手后，运动员的速度如何变化？
应用动量守恒定律应注意： —— 同系性：各速度必须是相对于同一参考系的速度，一般以地面为参考系。 —— 同时性：初状态总动量中各速度是相互作用前同一时刻的瞬时速度； 末状态总动量中各速度是相互作用后同一时刻的瞬时速度。
碰撞过程、掷壶过程力的变化比较复杂，且相互作用时间很短，利用牛顿运动定律解决很困难。 动量守恒定律只考虑相互作用前后两个状态量，不需要考虑相互作用的过程量，体现了动量守恒定律的普适性和易用性。
飞船和空间站对接 火箭发射
碰碰车 女子短道速滑
许多相互作用过程由于作用力难以确定，不能直接应用牛顿定运动律解决问题，可以利用动量守恒定律来解决。 这正是动量守恒定律的特点和优点，同时又为我们解决力学问题提供了一种新的思路和方法。
如图所示，质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动。某时刻质量mA=2kg的小铁块A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车，求A在小车上停止运动时，小车的速度大小。（取g＝10m/s2。）
解析：（1）条件判断：因为水平面光滑，铁块A和小车B组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒。
（2）状态分析：A在小车上停止运动，意味着AB保持相对静止，有共同速度。
案例2：滑块和小车的相互作用
（3）规范求解：解：取水平向右为正方向，当A在小车上停止运动时，假设A、B以共同速度向右运动，设为v：根据系统动量守恒定律：mAv2- mBv1=（mA+mB）v解得：v = 1m/s，方向向右。
（4）思考：能用牛顿运动定律求解吗？
方法1：系统动量守恒定律mAv2- mBv1=（mA+mB）v解得：v = 1m/s，方向向右。
方法1更简洁：——动量守恒定律只考虑相互作用前后两个状态量，不需要考虑相互作用过程中的细节。
方法2：牛顿运动定律对铁块A: 解得：对小车B: 解得：两者共速：
μmAg = mAaA aA=2m/s2 （向左）
μmAg = mBaB aB =4m/s2（向右）
v=-v1+aBt = v2-aAt
解得：t＝0.5s，v=1m/s
案例3：探究未知粒子的性质
轰击氢核、氮核：发现中子
一质子以1.0×107m/s的速度向右与一个静止的未知核碰撞。已知质子的质量是1.67×10-27kg，碰撞后质子以6.0×106m/s的速度反向弹回，未知核以4.0×106m/s的速度向右运动，试确定未知核的“身份”。
动量守恒定律的普适性：微观、高速的情况也适用。
（1）找：研究对象(系统包括那几个物体)+ 研究过程；（2）析：受力分析，判断系统动量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；（3）定：规定正方向，确定初末状态动量正负号，画好分析图；（4）列：根据动量守恒定律列方程；（5）算：合理运算求结果，并对结果进行分析。
动量守恒定律应用的一般步骤和注意事项：
理想条件、实际条件、近似条件、单向条件
矢量性、同系性、同时性、普适性（与牛顿运动定律的比较）
第1题：质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是（ ）A. M、m0、m速度均发生变化，碰后分别为v1、v2、v3， 且满足(M＋m0)v＝Mv1＋mv2＋m0v3B. m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，且满足Mv＝Mv1＋mv2C. m0的速度不变，M和m的速度都变为v′，且满足Mv＝(M＋m)v′D. M和m0的速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2
【解析】（1）M和m碰撞，由于时间极短，弹簧形变极小可忽略不计，因而m0在水平方向上没有受到外力作用。简言之：M和m碰撞过程中，m0没有参与，其速度v0不变，选项AD错误。（2）M和m的碰撞过程的特点：由于未说明两者碰撞后速度的情况，可能具有共同速度，也可能分开，选项BC正确。
第2题：如图，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车的总质量为M＝ 30 kg，乙和他的冰车的总质量也为30 kg。游戏时，甲推着一个质量为m＝ 15 kg的箱子和他一起以v0＝ 2 m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来。
（1）若甲和乙迎面相撞，碰撞后两车以共同的速度运动，求碰撞后两车的共同速度。
解：（1）以甲车初速度方向为正方向甲、箱子、乙三者组成的系统动量守恒：（M＋m）v0－Mv0＝（2M＋m）v′解得：v′＝0.4 m/s方向与甲车初速度方向相同。
（2）为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处，乙迅速抓住。若不计冰面摩擦，求甲至少以多大的速度（相对地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞。
2个系统：甲和箱子、乙和箱子2个过程：甲推出箱子、乙抓住箱子1个临界条件：甲乙速度相同，刚好不相碰