《动量守恒定律的应用》课件2

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1、,高中物理选修3-5教科版,1.3 动量守恒定律的应用 第一课时,目标定位 1.认识系统、内力、外力，认识和理解动量守恒定律.2.会应用动量守恒定律解决生产、生活中的简单问题.3.了解动量守恒定律的普遍适用性和动量守恒定律适用范围的局限性,一、系统的动量 1系统：在物理学中，有时要把_的两个或多个物体作为一个整体来研究，这个整体叫做系统 2系统的动量：在一个系统中，把各个物体的动量都相加，_的动量称作系统的动量 二、动量守恒定律 1系统碰撞前后总动量不变的条件：_ _,相互作用,相加后,系统所受的合外力为,零,2内容：如果_，无论这一系统的内部进行了何种形式的碰撞，这个系统的总动量保持不变，这

2、就是动量守恒定律 3数学表达式：_ 4成立条件 (1)系统不受外力作用 (2)系统受外力作用，但合外力_,一个系统不受外力或所受合外力为零,m1v1m2v2m1v1m2v2,为零,想一想 如图131所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？为什么？,图131,答案 不能把帆船和电风扇看做一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反，这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时，船仍保持静止,三、动量守恒定律的普遍性 牛顿运动定律只适用于_观、_速运动的物体，而动量守恒定律无论在_、宏观或_领域

3、，都是适用的.,宏,低,微观,高速,一、对动量守恒定律的理解 1研究对象 相互作用的物体组成的系统 2动量守恒定律的成立条件 (1)系统不受外力或所受合外力为零 (2)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力此时系统动量近似守恒 (3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒,3动量守恒定律的几个性质 (1)矢量性公式中的v1、v2、v1和v2都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算 (2)相对性速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1和v2应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度

4、 (3)同时性相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1、v2应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度,【例1】 如图132所示，A、B两物体质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹,图132,簧，地面光滑当弹簧突然释放后，则 ( ),A若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B 组成系统的动量守恒 B若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、 B、C组成系统的动量守恒,C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成系统的动 量守恒 D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的 动量守恒 答案 BCD

5、 解析 如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FA向右，FB向左，由于mAmB32，所以FAFB32，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错；对A、B、C组成的,系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D选项均正确；若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确,针对训练 如图133所示，甲木块的质量为m1，以v的速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止,图133,的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧甲木块

6、与弹簧接触后 ( ) A甲木块的动量守恒 B乙木块的动量守恒 C甲、乙两木块所组成系统的动量守恒 D甲、乙两木块所组成系统的动能守恒,答案 C 解析 两木块在光滑水平地面上相碰，且中间有弹簧，则碰撞过程系统的动量守恒，机械能也守恒，故选项A、B错误，选项C正确甲、乙两木块碰撞前、后动能总量不变，但碰撞过程中有弹性势能，故动能不守恒，只是机械能守恒，选项D错误,二、动量守恒定律简单的应用 1动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义 (1)pp：系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p. (2)p1p2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反

7、 (3)p0：系统总动量增量为零 (4)m1v1m2v2m1v1m2v2：相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和,2应用动量守恒定律的解题步骤 (1)确定相互作用的系统为研究对象； (2)分析研究对象所受的外力； (3)判断系统是否符合动量守恒条件； (4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号； (5)根据动量守恒定律列式求解,【例2】 质量m110 g的小球在光滑的水平桌面上以v130 cm/s的速率向右运动，恰遇上质量为m250 g的小球以v210 cm/s的速率向左运动，碰撞后，小球m2恰好停止，则碰后小球m1的速度大小和方向如何？ 答案 20 cm/s 方向

8、向左 解析 碰撞过程中，两小球组成的系统所受合外力为零，动量守恒设向右为正方向，则各小球速度为v130 cm/s，v210 cm/s；v20. 由动量守恒定律列方程m1v1m2v2m1v1m2v2， 代入数据得v120 cm/s. 故小球m1碰后的速度的大小为20 cm/s，方向向左,借题发挥 处理动量守恒应用题“三步曲” (1)判断题目涉及的物理过程是否满足动量守恒的条件 (2)确定物理过程及其系统内物体对应的初、末状态的动量 (3)确定正方向，选取恰当的动量守恒的表达式列式求解,【例3】 将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑开始时甲车速度大小为3 m/s，

9、乙车速度大小为2 m/s，方向相反并在同一直线上，如图134所示 (1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？ (2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？,图134,答案 (1)1 m/s 向右 (2)0.5 m/s 向右 解析 两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒设向右为正方向 (1)据动量守恒得：mv甲mv乙mv甲，代入数据解得 v甲v甲v乙(32)m/s1 m/s，方向向右 (2)两车相距最小时，两车速度相同，设为v，由动量守恒得： mv甲mv乙mvmv.,高中物理选修3-5教科版,第二课

10、时,目标定位 1.进一步理解动量守恒定律的含义，理解动量守恒定律的系统性、相对性、矢量性和独立性 2进一步熟练掌握应用动量守恒定律解决问题的方法和步骤,1动量守恒定律成立的条件 动量守恒定律的研究对象是_的物体系统，其成立的条件可理解为： (1)理想条件：_ (2)实际条件：_ (3)近似条件：系统所受_比相互作用的_小得多，外力的作用可以被忽略 (4)推广条件：系统所受外力之和虽不为零，但在_ _，系统不受外力或所受的外力之和为零，则系统在这_上动量守恒,相互作用,系统不受外力,系统所受外力为零,外力,内力,某一方,向,一方向,2动量守恒定律的五性 动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之

11、一它是一个实验定律，应用时应注意其：_性、_性、_性、_性、_性,系统,矢量,相对,同时,普适,一、动量守恒条件及守恒对象的选取 1动量守恒定律成立的条件： (1)系统不受外力或所受外力的合力为零； (2)系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为0； (3)系统的内力远大于外力 2动量守恒定律的研究对象是系统选择多个物体组成的系统时，必须合理选择系统，再对系统进行受力分析，分清内力与外力，然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件,【例1】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,图141,滑块发生碰撞，如图141所示，碰撞时间极短，在此过程中

12、，下列情况可能发生的是 ( ) AM、m0、m速度均发生变化，碰后分别为v 1、 v 2、 v 3，且满足(Mm0)vMv1mv2m0v3 Bm0的速度不变，M和m的速度变为v 1和v 2，且满足 M vM v 1m v 2,Cm0的速度不变，M和m的速度都变为v ，且满足M v (Mm) v DM、m0、m速度均发生变化，M和m0的速度都变为v 1，m 的速度变为v 2，且满足(Mm0) v (Mm0) v 1m v 2 答案 BC 解析 M和m碰撞时间极短，在极短的时间内弹簧形变极小，可忽略不计，因而m0在水平方向上没有受到外力作用，动量不变(速度不变)，可以认为碰撞过程中m0没有参与，只

13、涉及M和m，由于水平面光滑，弹簧形变极小，所以M和m组成的系统水平方向动量守恒，两者碰撞后可能具有共同速度，也可能分开，所以只有B、C正确,二、单一方向动量守恒问题 1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 2分析该方向上对应过程的初、末状态，确定初、末状态的动量 3选取恰当的动量守恒的表达式列方程,三、多物体多过程动量守恒定律的应用 对于由多个物体组成的系统，由于物体较多，作用过程较为复杂，这时往往要根据作用过程中的不同阶段，将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统

14、，对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态，分别列动量守恒定律方程求解,【例2】 (2014江西高二联考)如图142所示，A、B两个木块质量分别为2 kg与0.9 kg，A、B与水平地面间接触面光滑，上表面粗糙，质量为0.1 kg的铁块以10 m/s的速度从A的左端向右滑动，最后铁块与B的共同速度大小为0.5 m/s，求： (1)A的最终速度； (2)铁块刚滑上B时的速度,图142,答案 (1)0.25 m/s (2)2.75 m/s 解析 (1)选铁块和木块A、B为一系统， 由系统总动量守恒得：m v (MBm) v BMA v A 可求得： v A0.25 m/s (2)设铁块刚滑上B时

15、的速度为u，此时A、B的速度均为v A0.25 m/s. 由系统动量守恒得：m v mu(MAMB) v A 可求得：u2.75 m/s.,借题发挥 处理多物体、多过程动量守恒应注意的问题 1注意正方向的选取 2研究对象的选取，是取哪几个物体为系统 3研究过程的选取，应明确哪个过程中动量守恒,针对训练 两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止站在A车上，两车静止，如图143所示当这个人从A,图143,车跳到B车上，接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止，则A车的速率 ( ) A等于零 B小于B车的速率 C大于B车的速率 D等于B车的速率 答案 B,四、动量守恒定律应用中的临界问题分析 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