《课件：1.3 动量守恒定律的案例分析.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课件：1.3 动量守恒定律的案例分析.（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第1章 碰撞与动量守恒,1.3 动量守恒定律的案例分析,1.进一步理解动量守恒定律的含义，熟练掌握应用动量守 恒定律解决问题的方法步骤. 2.了解反冲现象和火箭的工作原理,学习目标定位,学习探究区,一、反冲现象的特点及应用,二、人船模型的特点及应用,三、分析碰碰车的碰撞(临界问题分析),一、反冲现象的特点及应用,问题设计,用手拿着球挤压一弹簧，当两手同时松开时，我们会看到球被弹出，同时弹簧也被弹出，试分析弹簧被弹出的原因？,答案 由于力的作用是相互的，球对弹簧有一反作用力，使弹簧出现反冲现象,要点提炼,1反冲现象的特点及遵循的规律 (1)反冲现象的特点：反冲现象是相互作用的物体之间的作用力与
2、反作用力产生的效果 (2)反冲现象过程中一般满足： 系统不受外力或所受外力 ；系统虽然受到外力作用，但内力 外力；系统虽然所受外力之和不为零，但系统在某一方向上不受外力或 所以反冲现象遵循 定律,之和为零,远远大于,外力在该方向上的分力之和,为零,动量守恒,2讨论反冲现象应注意两个问题 (1)速度的反向性 对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然 (2)速度的相对性 反冲现象中存在相互作用的物体间发生相对运动，已知条件中告知的常常是物体的相对速度，在应用动量守恒定律时，应将相对速度转换为 速度,相反,对地,例1 反冲小车放在水平玻璃上，点燃
3、酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动如果小车的总质量是M3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量是m0.1 kg. (1)若橡皮塞喷出时获得水平速度v2.9 m/s，求小车的反冲速度,解析 小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零 根据动量守恒定律，mv(Mm)v0,负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.1 m/s.,答案 0.1 m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反,(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，小车的反冲速度又是如何？,解析 小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒 mvcos 60(Mm) v0,负号表示小车运动方向与橡皮
4、塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s.,答案 0.05 m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反,例2 设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，求燃料燃尽后火箭的飞行速度v.,答案 在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，发射后的总动量为mv(Mm)v 则由动量守恒定律得mv(Mm)v0 所以,返回,二、人船模型的特点及应用,例3 如图1所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人对地面的位移各为多少？,图1,解析 设任一时刻人与船速度大小分
5、别为v1、v2，作用前都静止因整个过程中动量守恒，所以有 mv1Mv2 而整个过程中的平均速度大小为 则有 称为平均动量守恒 两边乘以时间t有 即ms1Ms2. 且s1s2L，可求出,答案,要点提炼,人船模型的特点 1两物体满足动量守恒定律： 2运动特点：人动船 ，人静船 ，人快船快，人慢船慢，人左船 ；人船位移比等于它们质量的 ；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的 ，即 3应用此关系时要注意一个问题：公式中v、 和s一般都是相对 而言的,静,动,右,反比,反比,地面,返回,三、分析碰碰车的碰撞(临界问题分析),例4 如图2所示，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总
6、质量共为30 kg，乙和他的冰车总质量也是 30 kg.游戏时，甲推着一个质量为15 kg的箱子和他一起以2 m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来为了避免相撞，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，求甲至少以多大速度(相对地面)将箱子推出，才能避免与乙相撞,图2,解析 要想刚好避免相撞，要求乙抓住箱子后与甲的速度正好相等，设甲推出箱子后的速度为v1，箱子的速度为v，乙抓住箱子后的速度为v2. 对甲和箱子，推箱子前后动量守恒，以初速度方向为正，由动量守恒定律得(Mm)v0mvMv1 对乙和箱子，抓住箱子前后动量守恒，以箱子初速度方向为正，由动量守恒定律mvMv
7、0(mM)v2,刚好不相撞的条件是v1v2 联立以上三式并代入数值解得v5.2 m/s，方向与甲和箱子的初速度方向相同 答案 5.2 m/s，方向与甲和箱子的初速度方向相同,要点提炼,在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向运动等临界问题分析临界问题的关键是寻找临界条件临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，如相距最近、避免相碰时两物体的速度应恰好相等,返回,自我检测区,1,2,3,4,1假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是( ) A向后踢腿 B手臂向后甩 C在冰面上滚动 D脱下外衣水平抛出,1,2,3,
8、4,解析 向后踢腿和手臂向后甩，都是人体间的内力，不会使人前进，故选项A、B错误在光滑冰面上由于不存在摩擦力，故无法完成滚动动作，故选项C错误而抛出外衣能获得反方向的速度，故可滑离冰面，选项D正确,答案 D,1,2,3,4,2如图3所示，设车厢长为L，质量为M，静止在光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止在车厢中，这时车厢的速度是( ) Av0，水平向右 B0,1,2,3,4,解析 由动量守恒，mv0(Mm)v得v 方向与v0方向相同,图3,C,3一个不稳定的原子核，质量为M，处于静止状态当它以速度v释放出一个质量为m的粒子后，原子核剩余部分的速度多大？,1,2,3,4,解析 不稳定的原子核放出粒子的过程中系统动量守恒 设原子核剩余部分的速度为v，以此速度方向为正方向，由动量守恒知(Mm)vmv0，解得v ，即原子核剩余部分的速度为 .,答案,4.如图4所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为h，已知人的质量为m，气球的质量(不含人的质量)为M.若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长度至少为多长？,1,2,3,4,图4,解析 人与气球组成的系统，动量守恒设人到地面时，气球上升高度为H，如图所示由动量守恒定律得：MHmh解得：H h. 所以绳梯的长度至少为LHh h.,答案,1,2,3,4,
