人教版 (新课标)选修33 动量守恒定律(二) 动量守恒定律教课内容课件ppt
展开冰壶的滑行距离为什么这么长?
地面光滑,小球以v做匀速直线运动。
发生碰撞后,小球反弹。
引起小球动量变化的原因是什么?
对于单个物体,动量不变的条件是:
物体不受到外力的作用,保持原来状态不变。
碰撞后,A、B小球各自动量有没有变化?
碰撞后,A、B小球的总动量是否发生变化?
两个小球在光滑水平面上做匀速运动,质量分别是m1和m2,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,且v1>v2,经过一段时间后,m1追上了m2,两球发生碰撞,碰撞后仍然在同一直线上,速度分别是v1′和v2′
(1)碰撞过程中每个小球所受到的合力及其相应动量的变化?(假定m1 、 m2相互作用的平均作用力分别为F1 、 F2,作用时间为△t)(2)两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力F1和F2有什么关系?(3)结合动量定理,能否推导出碰撞前后动量守恒的表达式?
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
Ft = m1v′1- m1v1
F′t = m2v′2 -m2v2
由牛顿第三定律得 -F′=F
-F′t = m2v2 - m2v′2 = Ft
1. 内容: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。
3. 动量守恒的条件动量守恒定律成立的条件是:系统不受外力或者所受外力之和为零。在具体应用中分如下几种情况:⑴系统不受外力;⑵系统受外力,但外力的矢量和为零;⑶系统所受外力之和不为零,但系统内物体间相互作用的内力远大于外力,外力相对来说可以忽略不计,因而系统动量近似守恒;⑷系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条,但在某一方向上符合以上三条中的某一条,则系统在这一方向上动量守恒。
1.系统性: 通常为两个物体组成的系统;
2.矢量性: 要规定正方向,已知量跟规定正方向相同的为正值,相反的为负值,求出的未知量是正值,则跟规定正方向相同,求出的未知量是负值,则跟规定正方向相反。
3.同时性: 公式中的v1 、v2是相互作用前同一时刻的速度,v1′ 、v2′是相互作用后同一时刻的速度。
二、动量守恒定律的理解及应用
4.相对性:动量大小与参考系的选取有关,各物体的速度必须是相对同一参考系的速度。一般以地面为参考系。如果题目中告诉的速度是物体间的相对速度,则要把它变换成对地的速度。
5.广泛性:不仅适用于宏观世界,也适用于微观世界;不仅能解决低速运动问题,而且能解决高速运动问题。
6.动量为状态量,对应的速度应为瞬时速度,动量守恒定律中的“总动量保持不变”指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相等。
【典例1】.关于动量守恒的条件,下列说法中正确的是( )A.只要系统内存在摩擦力,动量不可能守恒B.只要系统内某个物体做加速运动,动量就不守恒C.只要系统所受合外力恒定,动量守恒D.只要系统所受外力的合力为零,动量守恒
课堂练习(多选)如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有( )A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒C.小车向左运动D.小车向右运动
【典例2】.如图所示,光滑水平面轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mA=mC=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求:B与C碰撞前B的速度。
【解析】三滑块共同速度为v,木块A和B分开后,B的速度为vB,绳子断裂A、B弹开的过程A、B系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得: (mA+mB)v0=mAv+mBvB,B、C碰撞动量守恒 mBvB=(mC+mB)v,解得,B和C碰撞前B的速度为:
1.分析题意,确定研究对象;2.分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况,分清内力与外力,确定系统动量是否守恒;3.在确认动量守恒的前提下,确定所研究的相互作用过程的始末状态,规定正方向,确定始、末状态的动量值的表达式;4.列动量守恒方程;5.求解,如果求得的是矢量,要注意它的正负,以确定它的方向。
三、应用动量守恒定律解题的一般步骤:
【典例3】.在列车编组站里,一辆质量m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动,碰上一辆质量m2=2.2×104kg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。
【答案】:0.9 m/s
【典例4】.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。
一、动量守恒定律的内容及表达式
二、动量守恒定律成立的条件
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。
1. 系统不受外力,或者 F外合 = 0
2. F内 >> F外合
3. 若系统在某一方向上满足上述 1 或 2,则在该方向上系统的总动量守恒。
m1v′1+ m2v′2= m1v1+ m2v2
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