最新16.3动量守恒定律-课件(人教版选修3-5)-(1)ppt课件

证明：设两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力分别 为F1和F2，对第一、二个小球分别应用动量定理： F1t=m1v1′-m1v1,F2t=m2v2′-m2v2 由牛顿第三定律：F1=-F2 联立解得：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ 即：p1+p2=p1′+p2′
2.若一个系统所受合外力不为零，但在某一方向上所受合 外力为零，此种情况能否应用动量守恒定律分析问题？ 提示:当一个系统所受的合外力不为零时，系统的动量不守 恒.如果在某一个方向上合外力为零，则系统在这个方向上 的动量守恒，可以在这个方向上应用动量守恒定律.
典例1 抛出的手雷在最高点时水平速度为10 m/s，这时突 然炸成两块，其中大块质量m1=300 g,仍按原方向飞行，其 速度测得为50 m/s，另一小块质量m2=200 g，求它的速度 的大小和方向.(空气阻力忽略不计)
解答本题应掌握以下两点： (1)手雷在空中爆炸时所受合外力应是它受到的重力 G=(m1+m2)g，可见系统的动量并不守恒. (2)在水平方向上系统不受外力作用，即水平方向上合力为 零，所以在水平方向上动量是守恒的.
3.利用动量的观点和能量的观点解题应注意哪些问题？ 提示:(1)动量定理和动量守恒定律的表达式是矢量表达式， 还可写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律的表达 式是标量表达式，绝无分量表达式. (2)从研究对象上看，动量定理既可研究单体，又可研究系 统，但高中阶段一般用于研究单体.
(3)动量守恒定律和能量守恒定律是自然界最普遍的规律， 它们研究的是相互作用的物体所组成的系统，在力学中解 题时必须注意动量守恒的条件及机械能守恒的条件.在应用 这两个规律时，当确定了研究的对象及运动状态变化的过 程后，根据问题的已知条件和要求解的未知量，选择研究 的两个状态列方程求解.
v
3
2 0
1.关于牛顿运动定律和动量守恒定律的适用范围，下列说 法正确的是( ) A．牛顿运动定律适用于解决高速运动的问题 B．牛顿运动定律适用于解决微观粒子的运动问题 C．动量守恒定律既适用于低速，也适用于高速运动的问题 D．动量守恒定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子 【解析】选C.牛顿运动定律只适用于低速宏观的物体，动 量守恒定律适用于物理学研究的各个领域.
【规范解答】设手雷原飞行方向为正方向，则整体初速度 v0=10 m/s；m1=0.3 kg的大块速度为v1=50 m/s； m2=0.2 kg 的小块速度为v2，其方向不清，暂设为正方向.
由解动出量v 2 守 恒m 1 定 律m 2 m ：v 2 (0 m m 1+1 v m1 2) v0 . 03 = m0 . 2 1v0 1. 1 +2 0 m 0 2. v3 2 5 0 5 0 m /s
2．一个静止的质量为m1的不稳定的原子核，当它放射出质
量为m2，速度为v的粒子后，剩余部分的速度应为( )
A．-v C． m 2v
m1
B． m 2 v
m1 m2
D． m 2 v
m1 m2
【解析】选B．由动量守恒定律有0=m2v+(m1-m2)v′, 得 v m2v .
m1 m2
3.一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海 岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮 弹后炮艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式 中正确的是( ) A.Mv0=(M-m)v′+mv B.Mv0=(M-m)v′+m(v+v0) C.Mv0=(M-m)v′+m(v+v′) D.Mv0=Mv′+mv 【解析】选A.发射炮弹的过程中动量守恒，则由动量守恒 定律得：Mv0=(M-m)v′+mv,故A正确.
典例2 (2011·新课标全国卷)如图，A、B、C三个木块的质 量均为m.置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹 簧的两端与木块接触而不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时 用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一 个整体，现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并 粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B 分离，已知C离开弹簧后的速度恰为v0，求弹簧释放的势能.
①
设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v1，由动量守恒有，
3mv=2mv1+mv0
②
设弹簧的弹性势能为Ep，从细线断开到C与弹簧分开的过程
中机械能守恒，有
1 23 m v 2 ＋ E p1 22 m v 1 2 ＋ 1 2m ③v 0 2
由①②③式得弹簧所释放的势能为
答E案p ：13 m1 mv
2 0
负号表示与所设正方向相反. 答案:50 m/s 向反方向运动
【规律方法】 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.
1.简述牛顿定律和动量守恒定律的适用范围. 提示:牛顿定律仅用于分析宏观低速问题，不适用于微观高 速问题，而动量守Hale Waihona Puke Baidu定律既适用于宏观低速问题也适用于 微观高速问题. 2.试举出微观粒子相互碰撞满足动量守恒定律的实例.(只 要求一例) 提示:北京电子碰撞机中两电子碰撞时满足动量守恒.
16.3动量守恒定律-课件(人教 版选修3-5)-(1)
1.在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，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，m2追上了m1，两球发生碰撞， 碰撞后的速度分别是v1′和v2′.试推导m1、m2在碰撞前后 是否满足动量守恒定律.
解答本题时可分阶段进行分析 第一阶段A碰B后与B粘合在一起，此时三者以共同速度运 动，此过程动量守恒，机械能不守恒.第二阶段为从细线断 开到C与弹簧分开的过程，A、B和C动量守恒，机械能守恒， 可根据这些守恒列出方程，解答所求.
【规范解答】设碰后A、B和C的共同速度大小为v，由动量
守恒有，
3mv=mv0
动量守恒定律的三性 (1)矢量性：动量是矢量.所以动量守恒定律的表达式是矢量 式，且作用前后对应的是同一正方向. (2)相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前 后的动量，是相对同一参考系而言的. (3)同时性：动量守恒定律p1+p2= p1′+p2′中，p1和p2是 指作用前同一时刻物体的动量，p1′和p2′是指作用后同一时 刻物体的动量.