高中动量守恒定律教学课件ppt

这是一份高中动量守恒定律教学课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了课标解读，知识回顾，F合tmv-mv，动量守恒定律，表达式，具备其中之一，守恒条件，不守恒，答案09ms等内容，欢迎下载使用。
（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。
相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化量
滑冰场上原来静止的两个人，靠近站在一起，让甲推乙一下，出现什么现象？
在静水中，人在船上向前走，船不动？向前运动？向后运动？
思考：上述现象有什么共性?
两物体间存在相互作用，动量都发生了变化。
模型：质量为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上做匀速直线运动，速度分别是V1和V2，且V1>V2，经过时间t两球发生碰撞，碰后两球速度分别为V1＇和V2＇
问题1：碰撞过程中，两小球各受到哪些力的作用
问题2：该模型中两小球组成的系统所受的外力之和为多少？
问题3: 碰撞过程中两小球组成的系统总动量是否发生了变化？
系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体，称为系统。
内力：系统内各个物体间的相互作用力称为内力
外力：系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力，称为 外力。
问题3、碰撞过程中两小球组成的系统总动量是否发生了变化？
根据牛顿第三定律，碰撞中的任意时刻有-F1=F2
前提：系统所受的外力之和为零
F1t=m1v1'-m1v1
F2t=m2v2'-m2v2
如果一个系统不受外力，所受外力的矢量和为零，则这个系统的总动量保持不变。
2、系统所受外力矢量和为零
3、系统内力远大于外力
4、系统在某一方向上合外力为零，则该方向上系统动量守恒。
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。
5.特点：①矢量性②系统性③瞬时性④普适性
三、动量守恒定律的应用
试分析下列过程中系统的动量是否守恒
A、光滑水平地面上有两个物 块，它们之间的有一根被压缩的轻质弹簧，在弹簧弹开的过程中。
B、粗糙水平地面上有两个质 量相同的物块，它们之间的有一根被压缩的轻质弹簧，动摩擦因数μ相同，在弹簧弹开的过程中。
C、B中两物体质量不同，在弹簧弹开的过程中。
水平方向守恒，竖直方向不守恒
例1.在列车编组站里,一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆m2 = 2.2×104 kg的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度．
例2.一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为 v，方向水平，燃料即将耗尽．火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。
例3、质量为1kg的铜块静止于光滑的水平面上，一个质量为50g的小球以1000m/s的速率 碰到铜块后，铜块获得90m/s的速度，求碰后小球的速度.
四、动量守恒的常见模型
——作用时间极短，内力远大于外力，运动状态变化很快，可认 为是在原位置发生。
例4、如图所示，有一质量为m的物体B静止在光滑水平面上，另一质量也为m的物体A以 初速度v0匀速向B运动，两物体相撞后粘在一起运动，试求碰撞中产生的内能。
例5、如图所示，离地面高5.45m的O处用不可伸长的细线挂一质量为0.4kg的爆竹(火药 质量忽略不计)，线长0.45m．把爆竹拉起使细线水平，点燃导火线后将爆竹无初 速度释放，爆竹刚好到达最低点B时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平 抛出，落到地面A处，抛出的水平距离为x＝5m．另一块仍系在细线上继续做圆周 运动通过最高点C.空气阻力忽略不计，取g＝10m/s2.求： (1)爆炸瞬间反向抛出那一块的水平速度v1的大小； (2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时细线的拉力FT。
3、单一方向上动量守恒
——系统所有外力之和不为零，但在某一方向上所有合 外力为零，则该方向上动量守恒。
例6、质量为M的砂车，沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从砂车上方竖直向下落入一个质量为m的大铁球，如图，则铁球落入砂车后，砂车将(　　) A．立即停止运动 B．仍匀速运动，速度仍为v0 C．仍匀速运动，速度小于v0 D．做变速运动，速度不能确定
例7、如图，质量分布均匀、形状对称的金属块内有一个半径为R的圆形槽，金属块放在 光滑的水平面上且左边挨着竖直墙壁．质量为m的小球从金属块左上端R处静止下 落，小球到达最低点后从金属块的右端冲出，到达最高点时离圆形槽最低点的高度为7R/4，重力加速度为g，不计空气阻力．求： (1)小球第一次到达最低点时，小球对金属块的压力为多大？ (2)金属块的质量为多少？
——不计水的阻力，系统动量守恒，位移大小与质量成反比。
例8、如图所示，一个质量为m1＝50 kg的人爬在一只大气球下方，气球下面有一根长 绳．气球和长绳的总质量为m2＝20 kg．当静止时人离地面的高度为h＝5 m．如果 这个人开始沿绳向下滑，忽略重力和空气阻力，若该人要安全的滑到地面，则绳 子长度至少为多少？
注：作用时间极短，则可忽略木块的位移，无论地面是否光滑，系统动量守恒; 作用时间较长，则模板位移不可忽略，只有在地面光滑时系统动量守恒。
例9、如图所示，一不可伸长的轻质细绳，静止地悬挂着质量为M的木块，一质量为m的 子弹，以水平速度v0击中木块，已知M＝9m，不计空气阻力．问： (1)如果子弹击中木块后未穿出(子弹进入木块时间极短)，在木块上升的最高点比 悬点O低的情况下，木块能上升的最大高度是多少？(设重力加速度为g) (2)如果子弹在极短时间内以水平速度v0/4穿出木块，则在这一过程中子弹、木块 组成的系统损失的机械能是多少？
例10、如图所示，质量为M的木块静止于光滑的水平面上，一质量为m、速度为v0的子弹 水平射入木块且未穿出．设木块对子弹的阻力恒为F，求： (1)射入过程中产生的内能为多少？ (2)木块至少为多长时子弹才不会穿出？
例11、如图，质量为M＝0.2kg的长木板静止在光滑的水平地面上，现有质量m＝0.2 kg 的滑块(可视为质点)以v0＝1.2 m/s的速度滑上长木板的左端，小滑块与长木板间 的动摩擦因数＝0.4，小滑块刚好没有滑离长木板，求： (1)小滑块的最终速度大小； (2)在整个过程中，系统产生的热量； (3)以地面为参照物，小滑块滑行的距离为多少？(g取10 m/s2)
例12、如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M＝3 kg的薄板和质量为m＝1 kg的物 块．都以v＝4 m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当 薄板的速度为2.4 m/s时，物块的运动情况是(　　) A．做加速运动　　　　 B．做减速运动 C．做匀速运动 D．以上运动都可能
例13、如图所示，两质量分别为M1＝M2＝1.0 kg的木板和足够高的光滑凹槽静止放置在光滑水平面上，木板和光滑凹槽接触但不粘连，凹槽左端与木板等高．现有一质 量m＝2.0 kg的物块以初速度v0＝5.0 m/s从木板左端滑上，物块离开木板时木板的速度大小为1.0 m/s，物块以某一速度滑上凹槽．已知物块和木板间的动摩擦 因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)木板的长度； (2)物块滑上凹槽的最大高度．
——合理选择研究对象，确定初末位置，既要符合动量 守恒的条件，又要方便解题。
例14、在光滑水平面上有一凹槽A，中央放一小物块B，物块与左右两边槽壁的距离如图所示，L为1.0 m，凹槽与物块的质量均为m，两者之间的动摩擦因数μ为0.05， 开始时物块静止，凹槽以v0＝5 m/s初速度向右运动，设物块与凹槽槽壁碰撞过程 中没有能量损失，且碰撞时间不计，g取10 m/s2.求： (1)物块与凹槽相对静止时的共同速度； (2)从凹槽开始运动到两者相对静止物块与右侧槽壁碰撞的次数；
例15、一辆列车总质量为M,在平直轨道上以速度v匀速行驶,突然都一节质量为m的车厢 脱钩,假设列车所受的阻力与质量成正比,牵引力不变,当后一节车厢刚好静止时, 前面列车的速度有多大?
例16、如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同 一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质 量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小 速度．(不计水的阻力)