粤教版 (2019)选择性必修 第一册第一章 动量和动量守恒定律第四节 动量守恒定律的应用背景图ppt课件

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喷灌装置的自动旋转喷水利用了反冲原理
章鱼在水中前行和转向都利用了反冲原理
1．条件：对于相互作用的系统，在合外力____的情况下，物体的总动量保持不变．2．范围：在自然界中，大到______的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用，都遵循____________．3．意义：动量守恒定律是物理学中最常用的普遍定律之一，它在理论探索和实际应用中均发挥了巨大的作用．
1．反冲：一个静止的物体在____的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向____的方向运动的现象．2．火箭工作原理：是利用____运动．火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得巨大速度．3．火箭构造和特点：主要有两大部分，箭体和燃料．箭体和喷出的燃料气体满足动量守恒定律．
4．影响火箭获得的速度大小的因素：(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000～4 000 m/s.(2)质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体________．喷气速度____，质量比____，火箭获得的速度越大．
1．短道速滑接力比赛中，两运动员交接时，后方队员要用力将前方队员推出．某次比赛中，交接前，前方队员速度大小为10 m/s，后方队员的速度大小为12 m/s，已知前方队员的质量为60 kg，后方队员的质量为66 kg.后方队员将前方队员推出后瞬间速度大小变为8 m/s，此时前方队员的速度大小约为(　　)A．14.4 m/s　　　　B．13.1 m/sC．23.2 m/s D．21.1 m/s
解析：以两队员组成的系统为研究对象，以前方队员的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，解得前方队员的速度v1′＝14.4 m/s，故A正确，B、C、D错误．
2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(　　)A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭解析：与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，而不是外界的空气．火箭的工作原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，B正确．
某一方向上动量守恒问题：动量守恒定律的适用条件是普遍的，当系统所受的合外力不为零时，系统的总动量不守恒．但是在不少情况下，合外力在某个方向上的分量却为零，那么在该方向上系统的动量分量就是守恒的．
【典例1】　一辆质量m1＝3.0×103 kg的小货车因故障停在车道上，后面一辆质量m2＝1.5×103 kg的轿车来不及刹车，直接撞入货车尾部失去动力．相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了s＝6.75 m停下．已知车轮与路面间的动摩擦因数μ＝0.6，求碰撞前轿车的速度大小．(重力加速度g取10 m/s2) [核心点拨]　(1)两车相撞瞬间动量近似守恒．(2)两车相撞后一起做匀减速直线运动．
应用动量守恒定律注意的事项在应用动量守恒定律时，一定要注意守恒的条件，不要盲目使用．注意选好研究对象及其作用的方向，也许整个系统动量不守恒，但在某一个方向上动量是守恒的．
1.如右图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s，乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为4.25 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)(　　)A．1 m/s　　　　　B．0.5 m/sC．－1 m/s D．－0.5 m/s
2.如右图所示，轻质细绳下端吊着质量M＝1.8 kg的沙袋，一质量m＝0.2 kg的玩具子弹以v0(未知)的速度水平射入沙袋并留在沙袋里，沙袋(沙子不流出)和玩具子弹一起摆动上升到最高点时，与竖直方向的夹角为θ＝60°.已知细绳长度L＝1.6 m，g取10 m/s2，沙袋大小及空气阻力不计．求：
(1)玩具子弹的初速度v0；
(2)子弹射入沙袋的过程中子弹和沙袋产生的热量Q.
1．反冲运动的三个特点．(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．(2)反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力，所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应用动量守恒定律来处理．(3)反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加．
2．讨论反冲运动应注意的三个问题．
【典例2】　一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s.设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒钟喷气20次．
(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度约为多大(计算结果保留1位有效数字)?
(2)运动第1 s末，火箭的速度约为多大(计算结果保留3位有效数字)?
答案：13.5 m/s
3．(2024·江苏南通高二统考期中)一只吸水后总质量为1.6 kg的章鱼静止在水中，遇到危险时，它在极短时间内把吸入的0.1 kg的水向后以30 m/s的速度全部喷出．不计水对章鱼的阻力，则章鱼喷水后获得的速度大小为(　　)A．2.0 m/s B．1.875 m/sC．1.765 m/s D．30 m/s解析：章鱼喷水过程中，章鱼与喷出的水组成的系统动量守恒，设章鱼喷水后的速度为v1，喷出水的速度为v2，以章鱼运动方向为正方向，由动量守恒定律可得m章鱼v1－m水v2＝0，解得章鱼喷水后获得的速度大小v1＝2.0 m/s.
4．(多选)两个小木块A和B(均可视为质点)中间夹着一轻质弹簧，用细线(未画出)拴在一起，放在光滑的水平桌面上，烧断细线后，木块A、B分别向左、右方向运动，离开桌面后均做平抛运动(离开桌面前两木块已和弹簧分离)，落地点与桌面边缘的水平距离分别为lA＝1 m，lB＝2 m，如下图所示，则下列说法正确的是(　　)A．木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA∶vB＝1∶2B．木块A、B的质量之比mA∶mB＝2∶1C．木块A、B离开弹簧时的动能之比EkA∶EkB＝1∶2D．弹簧对木块A、B的作用力大小之比FA∶FB＝1∶2
1．人船模型：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．
【典例3】　如右图所示，长为l，质量为m的小船停在静水中，一个质量为m′的人站在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，小船对地的位移是多少？ [核心点拨]　人船平均动量的矢量和为零，用位移替代平均速度，建立位移关系求解．
利用“人船模型”公式解决问题时需注意相互作用的两个物体必须满足动量守恒和原来都静止这两个条件，解题的关键是正确找出位移间的关系．
5.如右图所示，质量m＝60 kg的人，站在质量M＝300 kg的车的一端，车长L＝3 m，相对于地面静止．当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中，车将(　　) A．后退0.5 m B．后退0.6 mC．后退0.75 m D．一直匀速后退解析：人和车组成的系统动量守恒，以人的运动方向为正方向，则有mv1＝Mv2，故mx1＝Mx2，根据题意可知x1＋x2＝L，解得x2＝0.5 m．
6．载人气球原静止于高为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？