动量守恒定律 课件

的系统。系统的动量是否守恒,与选择哪几个物体作为系统和分析 哪一段运动过程有直接关系。
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【例题2】 如图所示,质量mB=1 kg的平板小车B在光滑水平面上 以v1=1 m/s的速度向左匀速运动。当t=0时,质量mA=2 kg的小铁块 A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小车,A与小车间的动摩擦因数为 μ=0.2。若A最终没有滑出小车,g取10 m/s2。求:A在小车上停止运
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3.动量守恒定律的表达式: (1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'(作用前后动量相等)。 (2)Δp=0(系统动量的增量为零)。 (3)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量的增 量大小相等、方向相反)。
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三、动量守恒定律的理解和简单应用 阅读教材第14~16页,加深对动量守恒定律的理解,学会用动量守 恒定律解决实际问题。 1.动量守恒定律的“五性”是什么? 答案:(1)系统性:注意判断是哪几个物体构成的系统的动量守恒。 (2)矢量性:是矢量式,解题时要规定正方向。 (3)相对性:系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一 惯性系,通常为相对于地面的速度。 (4)同时性:初动量必须是各物体在作用前同一时刻的动量;末动 量必须是各物体在作用后同一时刻的动量。 (5)普适性:不仅适用两个物体或多个物体组成的系统,也适用于 宏观低速物体以及微观高速粒子组成的系统。
加吗?这种现象如何解释?(不计水的阻力)
要点提示:增加。草船与箭组成的系统动量守恒。 根据m1v1+nmv=(m1+nm)v1'知v1'>v1。
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名师精讲
1.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;
动时,小车的速度大小和方向。
【思考问题】 A在小车上相对小车停止运动时,小车的运动状态 如何?
提示:A相对小车静止,A、B将以共同的速度运动。
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解析:A在小车上停止运动时,A、B将以ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ同的速度运动,设此时 的速度为v,取v1的方向为正方向,由动量守恒定律得mAv2+mBv1=(mA+mB)v
高?
【思考问题】 槽固定与不固定时两种情况下系统动量都守恒吗? 提示:固定时动量不守恒;不固定时系统在水平方向上动量守恒。
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解析:槽固定时,设球上升的高度为 h1,由机械能守恒得
mgh1=12 ������������02,解得 h1=���2���0���2��� 。
槽不固定时,设球上升的最大高度为 h2,此时两者速度为 v。由水
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动量守恒定律和机械能守恒定律的比较
问题导引 动量守恒的系统其机械能一定守恒吗? 要点提示:不一定,由于系统所受外力的矢量和为0,但并非不受力, 而且还存在内力,这些力可能存在除重力、弹力外其他力做功的情 况,因此机械能不一定守恒。
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名师精讲 动量守恒定律与机械能守恒定律的比较
(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。
2.动量守恒定律不同表现形式的含义
(1)p=p':系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p'。
(2)Δp1=-Δp2: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。
答案:ACD 归纳总结分析动量是否守恒,首先要明确所研究的系统,分清外 力和内力。如果外力矢量和为0,则系统的动量守恒。
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动量守恒定律的应用
问题导引 三国演义“草船借箭”中(如图所示),若草船的质量为m1,每支箭的 质量为m,草船以速度v1返回时,对岸士兵万箭齐发,n支箭同时射中 草船,箭的速度皆为v,方向与船行方向相同。由此,草船的速度会增
4.爆炸类问题中动量守恒定律的应用 (1)物体间的相互作用突然发生,作用时间极短,爆炸产生的内力 远大于外力(如重力、空气阻力等),此种情况下可以利用动量守恒 定律求解。
(2)由于爆炸过程中物体间相互作用的时间极短,作用过程中物体 的位移很小,因此可认为此过程物体位移不发生变化。
动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成
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2.应用动量守恒定律解题有什么基本思路? 答案:(1)明确研究对象合理选择系统。 (2)判断系统动量是否守恒。 (3)规定正方向及初、末状态。 (4)运用动量守恒定律列方程求解。
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1.思考辨析。 (1)用铁锤打击放在铁砧上的铁块,打击过程中,铁锤和铁块的总 动量守恒。 ( ) 解析:在竖直方向上合力不为零,铁锤和铁块的总动量不守恒。 答案:× (2)在相互作用且动量守恒的某系统内,一个物体的动量增加时, 另一个物体的动量一定减少,系统的总动量不变。 ( ) 解析:不能这样理解,只能说系统内各物体动量变化量的矢量和 为零。 答案:×
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2.探究讨论。 (1)如图所示,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?
答案:不能。把帆船和电风扇看作一个系统,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。
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(2)动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围是否一样? 答案:动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广,自然界中, 大到天体的相互作用,小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都 遵循动量守恒定律,而牛顿运动定律有其局限性,它只适用于低速 运动的宏观物体,对于运动速度接近光速的物体,牛顿运动定律不 再适用。
系统只有重力或弹 力做功 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 标量式 不能在某一方向独 立使用
代数和
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对于涉及相互作用的系统的能量转化问题时,可综合应用动量守 恒定律、机械能守恒定律、动能定理、能量守恒定律、功能关系 列出相应方程分析解答。
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典例剖析 【例题3】 光滑水平面上放着一质量为m0的槽,槽与水平面相切 且光滑,如图所示,一质量为m的小球以v0向槽运动,若开始时槽固定 不动,求小球上升的高度(槽足够高);若槽不固定,则小球又上升多
(3)Δp=0:系统总动量增量为零。
(4)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2':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。
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3.某一方向上动量守恒问题 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,但是合外力在某个方向上的分量为零时, 那么在该方向上系统的动量分量是守恒的。
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解析:当两手同时放开时,系统的合外力为零,所以系统的动量守 恒,又因为开始时总动量为零,故系统总动量始终为零,选项A正确; 先放开左手,左边的小车就向左运动,当再放开右手后,系统所受合 外力为零,故系统的动量守恒,放开右手时总动量方向向左,放开右 手后总动量方向也向左,故选项B错误,C、D正确。
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对动量守恒定律的理解
问题导引
在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车
的左端,如图所示。在连续的敲打下,这辆车能持续地向右运动吗?
说明理由。
要点提示:当把锤头打下去时,锤头向右摆动,系统总动量要为零, 车就向左运动;举起锤头时,锤头向左运动,车就向右运动。用锤头 连续敲击时,车只是左右运动,一旦锤头不动,车就会停下来,所以车 不能持续向右运动。
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名师精讲 1.对动量守恒定律的理解 (1)研究对象:两个或两个以上相互作用的物体组成的系统。 (2)对系统“总动量保持不变”的理解 ①系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等,不能误认为 只是初、末两个状态的总动量相等。 ②系统的总动量保持不变,但系统内每个物体的动量可能都在不 断变化。 ③系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和,总动量不变指的 是系统的总动量的大小和方向都不变。
代入数据可解得v=-1 m/s。 负号表示v的方向与v1方向相反,即向右。 答案:1 m/s 向右 归纳总结处理动量守恒应用题“三部曲” (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。
项目
相 研究对象
同 点
研究过程
守恒条件
表达式
不 同 点
表达式的矢标性 某一方向 上应用情况
运算法则
动量守恒定律
机械能守恒定律
研究对象都是相互作用的物体组成的系统
研究的都是某一运动过程
系统不受外力或所受 外力的矢量和为零
p1+p2=p1'+p2' 矢量式 可在某一方向独立使 用 用矢量法则进行合成 或分解
平方向上动量守恒得 mv0=(m+m0)v,由机械能守恒得12 ������������02 = 12(m+m0)v2+mgh2,解得槽不固定时,小球上升的高度 h2=2(������������+0���������0���20)������。