《人教版高中物理选修35第16章第3节动量守恒定律共28张PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修35第16章第3节动量守恒定律共28张PPT（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、思考与讨论思考与讨论假如你置身于一望无际的冰面上，假如你置身于一望无际的冰面上，冰面绝对光滑，你能想到脱身的冰面绝对光滑，你能想到脱身的办法吗？办法吗？ 两个人的速度之间两个人的速度之间有怎样的关系呢？有怎样的关系呢？ 在连续的敲打在连续的敲打下，平板车会怎样下，平板车会怎样运动呢？运动呢？思考与讨论思考与讨论1、系统、系统 内力和外力内力和外力 （1 1）系系系系统统统统：存存存存在在在在相相相相互互互互作作作作用用用用的的的的两两两两个个个个（或或或或多多多多个个个个）物物物物体体体体所所所所组组组组成成成成的的的的整整整整体体体体，称称称称为为为为系系系系统统统统。系系系系统统统统可可可
2、可按按按按解解解解决决决决问问问问题题题题的的的的需需需需要要要要灵灵灵灵活活活活选取。选取。选取。选取。（2 2）内力：）内力：）内力：）内力：系统内各个物体间的相互作用力称为系统内各个物体间的相互作用力称为系统内各个物体间的相互作用力称为系统内各个物体间的相互作用力称为内力内力内力内力。（3 3）外外外外力力力力：系系系系统统统统外外外外其其其其他他他他物物物物体体体体作作作作用用用用在在在在系系系系统统统统内内内内任任任任何何何何一一一一个个个个物物物物体上的力，称为体上的力，称为体上的力，称为体上的力，称为外力外力外力外力。 注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只注意：内力和外力的
3、区分依赖于系统的选取，只注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。有在确定了系统后，才能确定内力和外力。有在确定了系统后，才能确定内力和外力。有在确定了系统后，才能确定内力和外力。2、动量守恒定律的推导、动量守恒定律的推导 G G1 1 G G2 2N N1 1 N N2 2F F1 1 F F2 2 对对m1和和m2分别用动分别用动量定理有：量定理有： 对对m1: F1 t=m1v1-m1v1对对m2: F2 t=m2v2-m2v2由牛顿第三定律知：由牛顿第三定律知：由牛顿第三定律知：由牛顿第三定律知： F1t
4、= - F2t代入整理有：代入整理有：代入整理有：代入整理有： 3、动量守恒定律、动量守恒定律 (1)(1)内内内内容容容容：如如如如果果果果一一一一个个个个系系系系统统统统不不不不受受受受外外外外力力力力，或或或或者者者者所所所所受受受受外外外外力力力力的的的的矢矢矢矢量量量量和和和和为为为为0 0，这这这这个个个个系系系系统统统统的的的的总总总总动动动动量量量量保保保保持持持持不不不不变变变变，这个结论叫做这个结论叫做这个结论叫做这个结论叫做动量守恒定律动量守恒定律动量守恒定律动量守恒定律。(2)(2)数学表达式：数学表达式：数学表达式：数学表达式： 对由两个物体组成的系统有：对由两个物体
5、组成的系统有：对由两个物体组成的系统有：对由两个物体组成的系统有： p=0p1= -p2（两物系统）（两物系统）（两物系统）（两物系统）定律的表达式是定律的表达式是定律的表达式是定律的表达式是矢量式矢量式矢量式矢量式，解题时选取正方向后，解题时选取正方向后，解题时选取正方向后，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。、动量守恒定律成立条件、动量守恒定律成立条件 在满足下列条件之一时，系统的动量守恒：在满足下列条件之一时，系统的动量守恒：在满足
6、下列条件之一时，系统的动量守恒：在满足下列条件之一时，系统的动量守恒：（1 1 1 1）不不不不受受受受外外外外力力力力或或或或受受受受外外外外力力力力矢矢矢矢量量量量和和和和为为为为零零零零，系系系系统统统统的的的的总总总总动动动动量守恒量守恒量守恒量守恒（2 2 2 2）系系系系统统统统的的的的内内内内力力力力远远远远大大大大于于于于外外外外力力力力，可可可可忽忽忽忽略略略略外外外外力力力力，系系系系统统统统的总动量守恒（的总动量守恒（的总动量守恒（的总动量守恒（碰撞、爆炸碰撞、爆炸碰撞、爆炸碰撞、爆炸）（3 3 3 3）系系系系统统统统在在在在某某某某一一一一方方方方向向向向上上上上满满
7、满满足足足足上上上上述述述述（1 1 1 1）或或或或（2 2 2 2），则在则在则在则在该方向该方向该方向该方向上系统的总动量守恒上系统的总动量守恒上系统的总动量守恒上系统的总动量守恒 系统动量是否守恒为什么只强调系统动量是否守恒为什么只强调“不不受外力受外力”或或“所受外力之和为零所受外力之和为零”，而不，而不管内力的变化情况呢？管内力的变化情况呢？结论：结论： 内力不能引起系统动量的变化，系统动内力不能引起系统动量的变化，系统动量的变化是由外力引起的；内力只能引起系量的变化是由外力引起的；内力只能引起系统内动量的转移。统内动量的转移。 在连续的敲打下，平板车会怎在连续的敲打下，平板车会怎
8、样运动呢？样运动呢？【例题一例题一例题一例题一】在列车编组站里，一辆在列车编组站里，一辆在列车编组站里，一辆在列车编组站里，一辆mm1 1=1.810=1.8104 4kgkg的的的的货车在平直轨道上以货车在平直轨道上以货车在平直轨道上以货车在平直轨道上以v v1 1=2m/s=2m/s的速度运动，碰上一的速度运动，碰上一的速度运动，碰上一的速度运动，碰上一辆辆辆辆mm2 2=2.210=2.2104 4kgkg的静止的货车，它们碰撞后结合在的静止的货车，它们碰撞后结合在的静止的货车，它们碰撞后结合在的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度。一起继续运动，求货车碰撞后
9、运动的速度。一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度。一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度。解：规定碰撞前货车的运动方向为正方向，有解：规定碰撞前货车的运动方向为正方向，有v1=2m/s。设两车的共同速度为。设两车的共同速度为v。两车碰撞前的两车碰撞前的动量为：动量为：碰撞后的动量：碰撞后的动量：由动量守恒定律由动量守恒定律 p=p：爆炸类问题爆炸类问题 【例题二例题二例题二例题二】. . . .一枚在空中飞行的导弹，质量为一枚在空中飞行的导弹，质量为一枚在空中飞行的导弹，质量为一枚在空中飞行的导弹，质量为mm，在，在，在，在某点的速度为某点的速度为某点的速度为某点的速度为v v，方向水平。导弹在
10、该点突然炸裂成两，方向水平。导弹在该点突然炸裂成两，方向水平。导弹在该点突然炸裂成两，方向水平。导弹在该点突然炸裂成两块块块块( ( ( (如图如图如图如图) ) ) )，其中质量为，其中质量为，其中质量为，其中质量为mm1 1的一块沿着与的一块沿着与的一块沿着与的一块沿着与v v相反的方向飞相反的方向飞相反的方向飞相反的方向飞去，速度为去，速度为去，速度为去，速度为v v1 1。求炸裂后另一块的速度。求炸裂后另一块的速度。求炸裂后另一块的速度。求炸裂后另一块的速度v v2 2。 若沿炸裂前速度若沿炸裂前速度v的方向建立坐标轴，的方向建立坐标轴，v为正值，为正值，v1与与v的方向相反，的方向相
11、反，v1为负值。为负值。此外，一定有此外，一定有m-m10。于是，。于是，由上式可知，由上式可知，v2应为正值应为正值。这表示质量为。这表示质量为(m-m1)的那部的那部分沿着与坐标轴相同的方向飞去。这个结论容易理解。分沿着与坐标轴相同的方向飞去。这个结论容易理解。炸裂的一部分沿着相反的方向飞去，另一部分不会也沿炸裂的一部分沿着相反的方向飞去，另一部分不会也沿着相反的方向飞去，假如这样，炸裂后的总动量将与炸着相反的方向飞去，假如这样，炸裂后的总动量将与炸裂前的总动量方向相反，动量就不守恒了。裂前的总动量方向相反，动量就不守恒了。5、动量守恒定律适用范围、动量守恒定律适用范围动动量量守守恒恒定定
12、律律是是自自然然界界最最重重要要最最普普遍遍的的规规律律之之一一。大大到到星星球球的的宏宏观观系系统统，小小到到基基本本粒粒子子的的微微观观系系统统，无无论论系系统统内内各各物物体体之之间间相相互互作作用用是是什什么么力力，只只要要满满足足上上述述条条件件，动动量量守守恒恒定定律律都都是适用的。是适用的。6、应用动量守恒定律解题的一般步骤、应用动量守恒定律解题的一般步骤(1)(1)(1)(1)选选选选取取取取研研研研究究究究对对对对象象象象（系系系系统统统统），确确确确定定定定物物物物理理理理过过过过程程程程，即即即即选定在物理过程中满足动量守恒的系统选定在物理过程中满足动量守恒的系统选定在物
13、理过程中满足动量守恒的系统选定在物理过程中满足动量守恒的系统(2)(2)(2)(2)选选选选取取取取正正正正方方方方向向向向（或或或或建建建建立立立立坐坐坐坐标标标标系系系系）和和和和参参参参考考考考系系系系（一一一一般以地面为参考系）般以地面为参考系）般以地面为参考系）般以地面为参考系）(3)(3)(3)(3)根据动量守恒定律列方程根据动量守恒定律列方程根据动量守恒定律列方程根据动量守恒定律列方程(4)(4)(4)(4)统一单位，代入数据，求解得结果统一单位，代入数据，求解得结果统一单位，代入数据，求解得结果统一单位，代入数据，求解得结果1 1、关于动量守恒的条件，下列说法中正确的关于动量守
14、恒的条件，下列说法中正确的是是 （ ）A A只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒B B只要系统内某个物体做加速运动，动量就只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒不守恒C C只要系统所受合外力恒定，动量守恒只要系统所受合外力恒定，动量守恒D D只要系统所受外力的矢量和为零，动量守只要系统所受外力的矢量和为零，动量守恒恒D 2 2、如如如如图图图图所所所所示示示示，气气气气球球球球与与与与绳绳绳绳梯梯梯梯的的的的质质质质量量量量为为为为MM，气气气气球球球球的的的的绳绳绳绳梯梯梯梯上上上上站站站站着着着着一一一一个个个个质质质质量量量量为为为为mm的的的的人
15、人人人，整整整整个个个个系系系系统统统统保保保保持持持持静静静静止止止止状状状状态态态态，不不不不计计计计空空空空气气气气阻阻阻阻力力力力，则则则则当当当当人人人人沿沿沿沿绳绳绳绳梯梯梯梯向向向向上上上上爬爬爬爬时时时时，对对对对于于于于人人人人和和和和气气气气球球球球（包包包包括括括括绳绳绳绳梯梯梯梯）这这这这一一一一系系系系统统统统来来来来说说说说动动动动量量量量是是是是否否否否守守守守恒恒恒恒？为什么？为什么？为什么？为什么？3 3、如图所示的装置中，木块、如图所示的装置中，木块B B与水平桌面间的接触与水平桌面间的接触是光滑的，子弹是光滑的，子弹A A沿水平方向射入木块后留在木块沿水平
16、方向射入木块后留在木块内，内， 将弹簧压缩到最短现将将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：( )( ) A A、动量守恒、机械能守恒、动量守恒、机械能守恒 B B、动量不守恒、机械能不守恒、动量不守恒、机械能不守恒 C C、动量守恒、机械能不守恒、动量守恒、机械能不守恒 D D、动量不守恒、机械能守恒、动量不守恒、机械能守恒B B4 4、质量为、质量为M M的小车上站有一个质量为的小车上站有一个质量为m m
17、的人，它的人，它们一起以速度们一起以速度V V沿着光滑的水平面匀速运动，某沿着光滑的水平面匀速运动，某时刻人沿竖直方向跳起。则跳起后，车子的速时刻人沿竖直方向跳起。则跳起后，车子的速度为：度为：D. D. 无法确定。无法确定。A. VA. VV VmmMMmm- -B.B.AV VmmMMMM- -B.B.系统在系统在系统在系统在某一方向某一方向某一方向某一方向上上上上不受外力或外力矢量和为不受外力或外力矢量和为不受外力或外力矢量和为不受外力或外力矢量和为0 0 0 0，则在则在则在则在该方向该方向该方向该方向上系统的总动量守恒上系统的总动量守恒上系统的总动量守恒上系统的总动量守恒变式：质量为
18、变式：质量为M M的滑块静止在光滑的水平的滑块静止在光滑的水平桌面上，滑块的弧面光滑且足够高、底桌面上，滑块的弧面光滑且足够高、底部与桌面相切。一个质量为部与桌面相切。一个质量为m m的小球以初的小球以初速度速度v v向滑块滚来，则小球到达最高点时，向滑块滚来，则小球到达最高点时，小球、滑块的速度多大？小球、滑块的速度多大？mV/(M+m)5 5、质量为、质量为M=50kg的小车静止在光滑水平面上，质的小车静止在光滑水平面上，质量为量为m=30kg 的小孩以的小孩以 4m/s4m/s的水平速度跳上小车的的水平速度跳上小车的尾部，他又继续跑到车头，以尾部，他又继续跑到车头，以2m/s2m/s的水
19、平速度（相的水平速度（相对于地）跳下，小孩跳下后，小车的速度多大？对于地）跳下，小孩跳下后，小车的速度多大？解：解：动量守恒定律跟过程的细节无关动量守恒定律跟过程的细节无关 对整个过程对整个过程 ，以小孩的运动速度为正方向，以小孩的运动速度为正方向由动量守恒定律由动量守恒定律mv1=mv2+MVV=m(v1-v2)/M=60/50m/s=1.2 m/s正号表示小车的速度跟小孩的运动速度方向相同正号表示小车的速度跟小孩的运动速度方向相同6 6、质量均为、质量均为M M的两船的两船A A、B B静止在水面上，静止在水面上，A A船上有一质量为船上有一质量为m m的人以速度的人以速度v v1 1跳向
20、跳向B B船，又船，又以速度以速度v v2 2跳离跳离B B船，再以船，再以v v3 3速度跳离速度跳离A A船船，如此往返，如此往返1010次，最后回到次，最后回到A A船上，此时船上，此时A A、B B两船的速度之比为多少？两船的速度之比为多少？解：解：动量守恒定律跟过程的细节无关动量守恒定律跟过程的细节无关 对整个过程对整个过程 ，以两船和人为系统以两船和人为系统，由动量守恒定律，由动量守恒定律(M+ m)vA + MvB= 0 vA vB = - M (M+ m)负号表示两船速度方向相反负号表示两船速度方向相反7 7、总质量为、总质量为 M M 的火车在平直轨道上以速度的火车在平直轨道
21、上以速度 V V匀速行驶，尾部有一节质量为匀速行驶，尾部有一节质量为m m的车厢突然的车厢突然脱钩，设机车的牵引力恒定不变，阻力与质脱钩，设机车的牵引力恒定不变，阻力与质量成正比，则脱钩车厢停下来时，列车前段量成正比，则脱钩车厢停下来时，列车前段的速度多大？的速度多大？MV/(M-m) 8 8 、有一质量为、有一质量为m m20kg20kg的物体，以水平速度的物体，以水平速度v v0 05m/s5m/s的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质量为量为M M80kg80kg，物体在小车上滑行距离，物体在小车上滑行距离 L L4m 4m 后相对小车后相对
22、小车静止。求：静止。求：（1 1）物体与小车间的滑动摩擦系数。）物体与小车间的滑动摩擦系数。（2 2）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动的距离。的距离。解：画出运动示意图如图示解：画出运动示意图如图示vmMVmMLS由动量守恒定律由动量守恒定律 mv0=(m+M)vv=1m/s由能量守恒定律由能量守恒定律 mg L = 1/2 mv2 - 1/2 (m+M)V2= 0.25对小车对小车 mg S =1/2MV2 S=0.8m9 9、两只小船平行逆向行驶，航线邻近，当它们、两只小船平行逆向行驶，航线邻近，当它们头尾相齐时，由每只船上各投质量头尾
23、相齐时，由每只船上各投质量m=50kg的麻的麻袋到对面另一只船上，结果载重较小的一只船袋到对面另一只船上，结果载重较小的一只船停了下来，另一只船则以停了下来，另一只船则以v=8.5m/s的速度向原的速度向原方向行驶，设两只船及船上的载重物方向行驶，设两只船及船上的载重物m1=500kg，m2=1000kg，问：在交换麻袋前两只船的速，问：在交换麻袋前两只船的速率各为多少？率各为多少？( (不计水的阻力不计水的阻力) )v1=1 m/s, v2=9 m/s1010、甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上、甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他的冰车总质量为游戏，甲和他的冰车总质量为M=3
24、0kgM=30kg，乙和他，乙和他的冰车总质量也为的冰车总质量也为30kg30kg，游戏时，甲推着一个，游戏时，甲推着一个质量为质量为m=15kgm=15kg的箱子，和他一起以大小为的箱子，和他一起以大小为V V0 0=2m/s=2m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面而来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推而来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速将它抓住，若给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速将它抓住，若不计冰面的摩擦，问甲至少要以多大的速度不计冰面的摩擦，问甲至少要以多大的速度（相对地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞（相对地面）将箱子
25、推出，才能避免与乙相撞？V5.2m/s11*11*、一个质量为、一个质量为M M 的运动员手里拿着一的运动员手里拿着一个质量为个质量为m m 的物体，踏跳后以初速度的物体，踏跳后以初速度v v0 0 与与水平方向成水平方向成角向斜上方跳出，当他跳到角向斜上方跳出，当他跳到最高点时将物体以最高点时将物体以相对于运动员相对于运动员的速度大的速度大小为小为u u 水平向后抛出。问：由于物体的抛水平向后抛出。问：由于物体的抛出，使他跳远的距离增加多少？出，使他跳远的距离增加多少？注意：注意：注意：注意：若速度为相对某物的速度，是指相若速度为相对某物的速度，是指相若速度为相对某物的速度，是指相若速度为相
26、对某物的速度，是指相对于作用对于作用对于作用对于作用以后以后以后以后某物的运动速度某物的运动速度某物的运动速度某物的运动速度解：解：跳到最高点时的水平速度为跳到最高点时的水平速度为 v v0 0 cos cos抛出物体相对于地面的速度为抛出物体相对于地面的速度为v v物对地物对地=u=u物对人物对人+ + v v人对地人对地= -u+= -u+ v v规定向前为正方向，在水平方向，由动量守恒定律规定向前为正方向，在水平方向，由动量守恒定律 (M+m)v0 cos=M v +m( v u) v = v0 cos+mu / (M+m)v = mu / (M+m)平抛的时间平抛的时间 t=v0 sin/g增加的距离为增加的距离为
