1.2动量守恒定律课件

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课件6:1.1-1.2 动量 动量定理

课件6:1.1-1.2 动量 动量定理
第一章 动量守恒定律
1
动量
2 动量定理
新课导入
思考:质量相等的两个小球碰撞后两球交换了速度。这意味着,碰撞前后,
两球速度之和是不变的。那么所有的碰撞都有这样的规律吗?
课堂探究
一、寻求碰撞中的不变量
演 示:质量不同小球的碰撞
将上面实验中的A球换成大小相同的C
球,使C球质量大于B球质量,用手拉
起C球至某一高度后放开,撞击静止的
透过现象看本质——探究物理规律
p 一定, t 越长, 则F越小.
p 一定, t 越短, 则F越大.
课堂探究
动量定理解释生活现象
1、在足球场上,你常看到运动员用头去顶球的现象,试设想如果
迎面飞来的不是足球而是一块大石头,他们会用头去顶吗?
课堂探究
2、用锤子使劲压钉子,就很难把钉子压入木块中去,如果用锤子
但是质量与速度的乘积之和却基本不变。
典例精析
例1. (多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,哪些因素可
导致实验误差偏大( AB )
A.导轨安放不水平
B.小车上挡光板倾斜
C.两小车质量不相等
D.两小车碰后连在一起
课堂探究
二、动量
1.动量
(1)定义:物理学中把质量和速度的乘积 mv 定义为物体的动量(momentum),
2 0.519 0.718
0.656
0.265
0.340
0.329
0.112
0.036
3 0.718 0.519
0.572
0.321
0.411
0.397
0.117
0.064
说明:m1, 是运动小车的质量, m2是静止小车的质量; v是运动小车碰撞前的速度,

动量守恒定律

动量守恒定律

《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
3.动量守恒要满足什么条件?
若 若
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
4.动量守恒定律的应用举例
解题步骤:
①确定研究对象; ②对研究对象进行受力分析,判断是否满足动量守恒的条件; ③建立坐标系,或规定坐标轴的正方向; ④计算过程前后的总动量,应用动量守恒定律列出表达式; ⑤求解
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
2.动量守恒定律的推导 A
B
由动量定理,对物体A有
(a)碰撞前 AB
同理,对物体B, 对整个系统分析,
(b)碰撞中
A
B
(c)碰撞后
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
又 系统末动量等于系统初动量
结论:内力不改变系统的总动量。
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
讨论 有一只大船和一只小船停靠在与堤岸距离 相同的地方,一个人想从船上跳到堤岸上, 下列说法正确的是:
(1) 从小船上跳岸比较容易;
(2) 从大船上跳岸比较容易;
(3) 跟船的大小没有关系,一样容易;
(4) 无法确定
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
说明
• 相对性:动量守恒定律中,系统里各物体的速度必 须相对于同一个参考系。
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
讨论 物体 被放到斜面 上,如果把 与 看成一个系统,问下列何种情况下,系统的 水平方向分量是守恒的?
(1) 与 间无摩擦,而 间有摩擦;
与地面
(2) 与 间有摩擦,而 间无摩擦;
(3) 两处都没有摩擦; (4) 两处都有摩擦;
与地面
《大学物理预修》-1.2 动量守恒定律
• 同时性:发生相互作用前或后,系统中各物体的速 度要满足同时性,即同一时刻的速度。

课件5:1.1-1.2 动量 动量定理

课件5:1.1-1.2 动量 动量定理
5.改变条件:改变碰撞条件,重复实验。
6.验证:一维碰撞中的动量守恒。
[数据处理]
1.摆球速度的测量:v= 2gh,式中h为小球释放时(或碰撞后
摆起的)高度,h可用刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出)。
2.验证的表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
例 1 关于用等长悬线悬挂相同小球的实验中,下列说法正确的是(ABD)
动量的改变量为Δp=p′-p=2.4 kg·m/s,方向向右.
(2)取向右为正方向,初、末动量分别为
p1=mv′=0.4×10 kg·m/s=4 kg·m/s,方向向右
p2=mv″=0.4×(-3) kg·m/s=-1.2 kg·m/s,方向向左,
动量的改变量为Δp′=p2-p1=-5.2 kg·m/s,方向向左.
运算(此时的正、负号仅表示方向,不表示大小).
动量和动能
1.动量和动能都是描述物体运动过程中的某一状态。(状态量)
2.动量是矢量,动能是标量。
3.动量与动能的定量关系:

Ek=



=

p=
动量发生变化时,动能不一定发生变化,动能发生
变化时,动量一定发生变化。
速度大小改变方向不变 动能改变
动量定理适用于恒力、变力以及直线运动、曲线运动。
例 4
把质量为10 kg的物体放在光滑的水平面上,如图所示,在与水平方向成
53 °的10 N的力F作用下从静止开始运动,在2 s内力F对物体的冲量为多少?
合外力的冲量是多少?(cos 53°=0.6)
解:首先对物体进行受力分析:与水平方向成53°的角的拉力F,竖直向下的
由Ft=Δp可知:
①Δp一定,t 短则F大,t 长则F小;

课件4:1.1-1.2 动量 动量定理

课件4:1.1-1.2 动量 动量定理

恒定合力 F 作用下,经过一段时间 t,速度变为 v2,则:
物体的加速度 a=v2-t v1
由牛顿第二定律:F=ma
∴F=mv2t-v1
即 Ft=mv2-mv1
(2)动量定理的要点分析 ①动量定理的表达式是一个矢量式,应用动量定理时需要规 定正方向. ②动量定理公式中 F 是研究对象所受的包括重力在内的所 有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力.当合外力为变力 时,F 应该是合外力在作用时间内的平均值. ③动量定理的研究对象是单个物体或可视为单个物体的系 统.
(1)求物块与地面间的动摩擦因数 μ; (2)若碰撞时间为 0.05 s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用 力的大小 F; (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W.
解析 (1)由动能定理,有-μmgs=12mv2-12mv20 可得 μ=0.32 (2)由动量定理有 FΔt=mv′-mv 可得 F=130 N (3)W=12mv′2=9 J [答案] (1)0.32 (2)130 N (3)9 J
第一章 动量守恒定律
1.动量 2.动量定理
学习目标: 1.理解动量、动量的变化、冲量的概念,知道三者均为矢量. 2.理解动量定理,熟练应用动量定理解决物理问题.
生活中的各种碰撞现象
撞车
钉 钉 子
打 网 球
知识梳理
[知识识记] 1.动量:p=mv (1)动量的定义:物理学中,把 物体的质量和运动速度 的乘 积,叫做物体的动量. (2)动量的性质:①矢量性:动量是矢量,其方向与 速度的方向 相同. ②状态量:物体的速度与时刻相对应,动量是 状态 量. ③相对量:速度是一个相对量,所以动量也是相对量,通常 选择 地面或相对地面静止的物体 为参考系.

《动量守恒定律 》课件

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03
动量守恒定律的应用
碰撞问题
总结词
碰撞问题中动量守恒定律的应用
VS
详细描述
在碰撞问题中,动量守恒定律是一个重要 的应用。当两个物体发生碰撞时,它们的 总动量在碰撞前后保持不变。通过应用动 量守恒定律,可以解决一系列碰撞问题, 例如确定碰撞后的速度、计算碰撞过程中 的能量损失等。
火箭推进原理
总结词
《动量守恒定律》 PPT课件
目录
• 动量守恒定律的概述 • 动量守恒定律的推导 • 动量守恒定律的应用 • 动量守恒定律的实验ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ证 • 动量守恒定律的意义与价值
01
动量守恒定律的概述
定义与公式
总结词
动量守恒定律的定义和公式是理解该定律的基础,通过 定义和公式可以明确动量的概念和计算方法。
详细描述
未来科技
随着科技的不断进步和创新,动量 守恒定律将继续发挥其重要的理论 价值,为未来的科技发展提供有力 支持。
THANKS
感谢观看
04 结果四
总结实验结论,并提出改
进意见和建议。
05
动量守恒定律的意义与价值
在物理学中的地位与作用
01 基础性原理
动量守恒定律是物理学中的基础性原理,是理解 和分析力学系统运动规律的重要工具。
02 理论基石
为其他物理理论如牛顿第三定律、动能定理等提 供了理论支持,是整个经典力学体系的基石之一 。
动量守恒定律的定义为系统内动量的总和在不受外力作 用或合外力为零的情况下保持不变。公式表示为: m₁v₁+m₂v₂=m₃v₃+m₄v₄,其中m和v分别代表质量和 速度,下标表示不同的参考系。
动量的矢量性
总结词
动量具有矢量性,方向与速度方向相同,通过了解动量的矢量性可以更好地理解动量守恒定律 的应用。

动量守恒定律 课件

动量守恒定律    课件

③系统受外力作用,但当系统所受的外力远远小于系统内 各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒.例如,抛出去的 手榴弹在空中爆炸的瞬间,弹片所受火药爆炸时的内力远大于 其重力,重力完全可以忽略不计,系统的动量近似守恒.
④系统受外力作用,所受的合外力不为零,但在某一方向 上合外力为零,则系统在该方向上动量守恒.
【答案】 -0.85 m/s
3.动量守恒定律 (1)内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量 和为零,这个系统总动量保持不变. (2)动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ 或p1+p2=p1′+p2′或Δp1=-Δp2.
4.动量守恒定律和牛顿运动定律 (1)用牛顿运动定律分析碰撞问题 用F1、F2分别表示两小球所受另一个小球对它的作用力, a1、a2分别表示两小球的加速度,v1、v1′、v2、v2′分别表 示两小球的初、末速度.
则碰撞中,每一时刻有F1=-F2,所以有m1a1=-m2a2,
即m1
v1′-v1 Δt
=-m2
v2′-v2 Δt
,即m1v1+m2v2=m1v1′+
m2v2′.
这表明两球作用前的动量之和与作用后的动量之和相等.
(2)动量守恒定律和牛顿运动定律两种解题方法的对比 ①用牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程中的力,当力 变化时,规律很复杂,用牛顿运动定律很难求解. ②动量守恒定律只涉及初末两个状态,与作用过程中力的 细节无关,处理问题的过程大大简化.
动量守恒定律
1.内力和外力 (1)系统:相互作用的几个物体叫系统. (2)系统内部物体间的作用力叫做内力,系统以外的物体 对系统以内的物体的作用力叫做外力.
2.动量守恒定律成立的条件 (1)系统不受外力; (2)系统受外力作用,但所受合外力为零; (3)系统受到外力作用,且合外力不为零,但在某一方向 所受合外力为零,则在这个方向系统动量定恒; (4)系统受到外力作用,且在任何方向合外力都不为零, 但某一方向的合外力远小于内力,则该方向动量守恒.

1.2动量守恒定律

1.2动量守恒定律
F t 6 N 60 N 0.1
(1) 所以网球的动量变化:
△p=mvt-mv0=0.2×20-0.2× (-10) kgm/s=6kgm/s 所以网球的动量变化的大小为 6kgm/s,方向与 初速度方向相反。
球拍对网球的平均作用力大小为 60N, 方向与 初速度方向相反。
练习:课本P9 1、2、4、5 、9
动量及其变化
鸡蛋落地 教材6 思考: 1.同一高度落地,落地速度一样吗? 一样 2.落地后速度是一样吗?速度的变化一样吗?
一样 一样
3.两次落地,鸡蛋碰撞的作用时间一样吗?哪 个长?
鸡蛋落入海绵碰撞的时间长 由这个例子可以看出:鸡蛋的撞击效果跟时间、 撞击速度等有关系!!
一个质量为m的物体,在合力F的作用下,经过时 间t后,速度由v0变为vt
物体的动量(符号P) 1.定义: 物体的质量m和速度v的乘积mv叫做动量 2.公式: p=mv 3.单位: 千克•米/秒(kg•m/s) 4. 矢量性:动量的方向与速度方向相同 5. 瞬时性:因为速度具有瞬时性 6、动量的变化量: △P=P2-P1 (即末动量-初动量)
下面我们探究一下这些问题!!
练习1:如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的 接触是光滑的、子弹A沿水平方向射入留在木块 内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和弹簧 合在一起作为研究对象。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: A、动量守恒、机械能守恒 B、动量不守恒、机械能不守恒 B C、动量守恒、机械能不守恒 D、动量不守恒、机械能守恒
f
F1
F2
马和车构成的系统,则他们受到的摩擦力 则为这个系统的外力。
动量守恒的推导
设碰前,碰后两球速度分别为: 1球V 1,V 1 '; 2球V 2,V ' 2 碰时受力分别为F1、F2 ,碰撞时间为△t 对1用动量定理

动量守恒定律 课件(18张)

动量守恒定律 课件(18张)

小结:动量守恒
动量守恒定律是自然界最重要的 最普遍的规律之一,它不仅适用于宏 观系统,也适用于微观系统;不仅适 用于低速运动,也适用于高速运动。 还适用于由任意多个物体组成的系统, 以及各种性质的力之间。这一定律已 成为人们认识自然、改造自然的重要 工具。
布置作业:
后,两球速度变为v1’和v2’,仍在原来直 线上运动。试分析碰撞中,两球动量变
化有什么关系?
v1
m1
v2
m2
隔离法:
1、对两个球碰撞的时候受力分析:
2、如果碰撞时间为t,那么 v1 m1 v2 m2
一球和二球的动量变化是多
少呢?(以向左为正方向)
F1
对一球:m1v1' m1v1 F1t
对二球:m2v2' m2v2 F2t
牛顿摆
X射线的散射是单个电子和单个光子发生弹性碰撞的 结果
从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现 动量守恒定律有任何例外。相反,每当在实验中观察 到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家们就 会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜 利告终。如静止的原子核发生β衰变放出电子时,按 动量守恒,反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室 照片显示,两者径迹不在一条直线上。为解释这一反 常现象,1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子 既不带电又几乎无质量,在实验中极难测量,直到 1956年人们才首次证明了中微子的存在。
车,发射炮弹)
应用动量守恒定律解题的步骤
一般步骤 (1)分析题意,明确研究对象。 (2)受力分析,判断是否动量守恒。 (3)规定正方向,确定始、末状态;
(4)列方程求解。
例一:
光滑水平面上,质量为m的小球A以速 率v运动时,和静止的小球B发生碰撞, 碰后A球的速率变为v/2,已知B球的 质量为3m。求B球的速度。

《动量定理》参考课件 03

《动量定理》参考课件 03

动量定理
(1)定义:力F与作用时间Δt的乘积叫作力的冲量,用字母I表示冲量。
(2)公式: I=F·Δt
(3)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·秒,符号是N·s
(4)矢量:冲量的方向由力的方向决定。
若为恒定方向的力,则冲量的方向跟这力的方向相同。
(5)物理意义:反映力的作用对时间的积累效应。
公式 单位 标、矢量 正负
例:一个质量 m=2 kg 的物体,静止在光滑的水平地面上, 某时刻受到F=10N的水平力的作用,经历t=5 s的时间。 (g 为 10 m/s2)求 : (1)重力的冲量; (2)支持力的冲量; (3)外力F的冲量;(4)合力的冲量。
(1)IG=Gt=100 N·s ; (2)IFN=FNt=100 N·s ; (3)IF= Ft =50 N·s 。
STSE
汽车碰撞试验 一般发生交通事故时,汽车的碰撞时间都 极短,且速度变化大,因此产生的冲力很大。
安全带、安全气囊
为什么鸡蛋会 完好无损呢?
小结
新课导入
一锤下去,是 “蛋碎瓦全”,还 是“瓦碎蛋全”呢?
新课导入
新课导入
为什么鸡蛋会 完好无损呢?
第一章 动量守恒定律
1.2:动量定理
zxxkw
思考与讨论
在前面所学的动能定理中,我们知道,动能的变化是由于力的 位移积累即力做功的结果,那么,动量的变化又是什么原因引起 的呢?
动量的变化与速度的变化有关,而速度的变化是因为有加 速度,而牛顿第二定律告诉我们,加速度是由物体所受的合外 力产生的。
(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体的低速运动,对高速运动的 微观粒子不适用;而动量定理具有普适性。
2.动量定理
动量定理

动量定理 ppt课件

动量定理 ppt课件

F-t图像求力的冲量
如果力是变力,我们可以借助 F-t 图像做如下处理:
F
F
0
t/s
0
t/s
总结:①如果力是恒力,即可以用I = F∆t 来求冲量,也可以用F-t 图像面积来求冲量。 ②如果力是变力,可以用F-t 图像面积来求冲量。
课堂练习
一物体受到方向不变的力F作用,其中力的大小随时间变化的规律如图 所示,则力F在6s内的冲量大小为( B ) A.9N·s B.13.5N·s C.15.5N·s D.18N·s
合外力的冲量IF合=F合·t=mgsin300 t=20N·s.
课堂练习
如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下, 一直沿水平面向右匀速运动,则下列关于物体在时间t内所受力的冲量,正 确的是( C ) A.拉力F的冲量大小为Ftcosθ B.摩擦力的冲量大小为Ftsinθ C.重力的冲量大小为mgt D.物体所受支持力的冲量大小为mgt
新课讲授
我们把力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的
变化这样一个结论叫作动能定理。 即:Fx Ek' Ek
经过推导,我们发现力在一个过程中对所受力的冲量,等于物体在 这个过程中始末动量变化量,这个结论我们把它叫作什么呢?
即: F∆t = pʹ – p
二、动量定理
1、内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化, 这就是动量定理。
解得:F= 205N
由牛顿第三定律,铁锤钉钉子的平均作用力为 205N,方向向下。
动量定理的应用
质量为1kg的物体做直线运动,其速度图象如图所示。则物体
在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是 ( D)
A.10N•s,10N•s B.10N•s,-10N•s

课件2:1.1-1.2 动量 动量定理

课件2:1.1-1.2 动量 动量定理
(3)物体速度与其质量之比的和是否为不变量。 即是否有mv11+mv22=v_m1_′1__+__v_m2_′2__?
知识点 2 动量 1.定义 运动物体的质量和它的速度的乘积叫做物体的动量。 2.表达式 p = mv 3.单位:千克米每秒,符号 kg·m/s 。 4.方向 动量是矢量,它的方向与 速度的方向相同。 5.状态量
想一想:鸡蛋从一米多高的地方自由落 到地板上,肯定会被打破。现在,在地 板上放一块垫子,让鸡蛋从同一高度自 由落下,使鸡蛋落到垫子上,看鸡蛋会 不会被打破,思考其中的道理。
碰撞时可产生冲击力,要增大这种冲击力就要设法减 少冲击力的作用时间。要防止冲击力带来的危害,就 要减小冲击力,设法延长其作用时间。
5. 甲、乙两个质量相同的物体,以相同的初速度分别 在粗糙程度不同的水平面上运动,乙物体先停下来, 甲物体又经较长时间停下来,下面叙述中正确的是 ( C) A.甲物体受到的冲量大 B.乙物体受到的冲量大 C.两个物体受到的冲量大小相等 D.无法判断
6.(多选)玻璃杯从同一高度落下,掉在水泥地上比 掉在草地上容易碎,这是由于在玻璃杯与水泥地撞击 过程中( BD ) A.玻璃杯的动量较大 B.玻璃杯受到的力较大 C.玻璃杯的动量变化较大 D.玻璃杯的动量变化较快
知识点 3 动量的变化量 1.动量的变化 Δp=p′-p 此式为矢量式
p
Δp
p′
p
p′
Δp
思考:求力F
v m
v'
F
∆t
F·∆t = mv' - mv
知识点 4 冲量 1.定义:力 与 力的作用时间 的乘积叫力的冲量。
2.表达式:I= F t
3.方向:冲量是矢量,冲量的方向与 力的 方向一致, 冲量的方向跟 动量变化量 的方向一致。 4.冲量的单位 在国际单位制中是“牛顿秒”, 符号“N·s” 5.冲量反映了力的作用对时间的积累效应,是过程量

动量守恒定律课件

动量守恒定律课件
详细描述
在多体问题中,如行星运动、航天器轨道动力学或复杂机械系统,动量守恒是一个关键的工具。它可以帮助我们预物体之间的相互作用和运动轨迹。然而,对于复杂的问题,如多体系统的混沌行为或非线性振动,我们需要结合能量守恒和其他物理定律来解决问题。
动量守恒在多体问题中的应用
THANKS
感谢观看
公式展示
在火箭设计和优化中,工程师会利用动量守恒定律来计算火箭的飞行速度、高度和质量等参数,从而评估火箭的性能和优化设计方案。
应用实例
01
总结词
弹性力学中的动量守恒
02
详细描述
03
公式展示
04
应用实例
动量守恒定律的拓展与延伸
05
总结词
等价、互补
详细描述
动量守恒和能量守恒是物理学中两个非常重要的基本定律,它们在多体动力学中扮演着重要的角色。这两个定律在形式上是相互独立的,但在本质上它们是等价的,并且经常一起使用来描述物理系统的行为。
动量守恒与能量守恒的关系
总结词
互补、关联
详细描述
动量守恒和角动量守恒都是多体动力学中的基本定律。角动量守恒通常与旋转和对称性有关,而动量守恒则涉及物体的线性运动。这两个定律在形式上是相互独立的,但在本质上它们是互补的,并且经常一起使用来描述物理系统的行为。
动量守恒与角动量守恒的关系
总结词
关键、解决复杂问题
对于多个物体组成的系统,其动量总和可以用以下公式表示:`P = m1v1 + m2v2 + ...`,其中P是系统的总动量,m1、m2是各个物体的质量,v1、v2是各个物体的速度。
动量守恒定律的公式
定义与公式
动量的矢量性
动量是一个矢量,具有方向性。在计算动量时需要考虑每个物体的质量、速度以及它们的方向。

物理:1.2《动量-动量守恒定律》课件-(粤教版选修3-5)

物理:1.2《动量-动量守恒定律》课件-(粤教版选修3-5)
dddddddddddd
理论推导
由牛顿第三定律:F1t= - F2t
p1 ' p2 ' p1 p2
即m 1v1 ' m1v1 ( m2v2 ' m2v2 ) 得
m1v1 ' m2v2 ' m1v1 m2v2
' p ' p p 或 p1 p ' p ' p p p ' p ' p p 2 1 p ' p ' p p 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1


1.动量的变化量:末动量与初动量的差△P=P2-P1 2. 计算方法:初动量、末动量在同线时,规定正方向, 进行代数运算.
情景问题
1、两个小球在光滑水平面上碰撞
V1>V2
碰撞时1球和2球所受平均作用力分 别是F1和F2,作用时间t 对1球F1t m1v1 ' m1v1对2球 F2t m2v2 ' m2v2
相互作用的物体所组成的系统,如
果不受外力的作用,或它们所受外力和
为零,则系统的总动量保持不变。这个 结论叫做—— 用数学表达式表示为:
F外 = 0时, p'= p
适用条件:
1. 系统不受外力;
2. 系统受外力,但外力的矢量和为零;
适用条件: 1. 系统不受外力; 2. 系统受外力,但外力的矢量和为零; 3. 系统所受合外力不为零, 但内力远远大 于外力;(爆炸,碰撞)
适用条件: 1. 系统不受外力; 2. 系统受外力,但外力的矢量和为零; 3. 系统所受合外力不为零, 但内力远远大 于外力; 4. 当系统在某个方向满足上述三点一, 则 这个方向上动量守恒
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' m ( v v ) 解得:m2 = 1 ' 1 1 =6.68 10-27 kg v2 -v2
为氦核
反冲现象:
由于物体间的相互作用作用使物体系的一部分向某方向运动,而其余部 分向相反方向运动的现象叫做反冲运动。 反冲运动在日常生活和生产很常见,请举例说明 过节时放的“二踢脚”鞭炮就是利用反冲运动。这种鞭炮第一次引燃时 向下喷射燃烧的高速气体,鞭炮便飞向空中,就是反冲运动。
解:取向右为正方向,则vA 4.5m / s,vB -3.9m / s
由动量守恒定律得:M甲vA +M乙vB =(M甲 +M乙)v '
v' M甲v A +M 乙vB 150 4.5 200 (-3.9) m / s =0.3m / s (M甲 +M乙) 150 200 表明向右
课本案例二:探究未知粒子的性质
已知:质子质量m p =1.67 1027 kg , 速度v1 =1.0 107 m / s向右 碰后速度v '1 =-6.0 106 m / s; 未知核开始静止v2 =0,碰后v ' 2 =4.0 106 m / s向右 求:未知核质量m2
解:由动量守恒定律得:m1v1 +m2v2 =m1v1' +m2v2 '
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气,可以得到超过音 速的飞行速度。
火箭:
当火箭向后喷出高速气体使火箭获得较大的向前速,包括喷气式飞机。 火箭飞行器所能达到的最大速度,就是燃料燃尽时获得的最终速度。 火箭的最大速度取决于两个条件:
1)向后喷气的速度 2)质量比(火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比) 喷气速度越大、质量比越大,最终速度就越大。提高喷气速度,需要使 用高质量的燃料,常用的液体燃料是液氢,用液氧作氧化剂。质量比与火箭 的结构和材料有关。现在火箭的质量比不超过10。一级火箭最终的速度不能 达到发射人造卫星速度,因而发射卫星要用多极火箭。 由动量守恒得 :
m1v1 (m2 v2 m2 v2 ) m1v1
m2v2 m1v1 m2v2 m1v1
故 p = p’


二、动量守恒定律的内容 1、几个重要的概念 1)系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统。系统可按 解决问题的需要灵活选取。
2)内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力。 3)外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力,称为外力。 2、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量 保持不变。 公式:
为零而小车速度不为零
D.在任意时刻,小球和小车在水平方 向的动量一定大小相等、方向相反
反思:系统所受外力的合力虽不为零,但在水平方向所受外力为零, 故系统水平分向动量守恒。
反冲中的人船模型
例:静止在水面上的小船长为L,质量为M,在船的最右端站有一质量为m的人, 不计水的阻力,当人从最右端走到最左端的过程中,小船移动的距离是多大?

P=P1+P2=m1υ1+m2υ2 P’=P’1+P’2=m1υ’1+m2υ’2
F1
A B
v1 A
v2 B
F2
A
v1'
' v2
B
在碰撞过程中,由牛顿第三定律知
' v v 又 a1 1 1 t

m1a1 m2 a2
v ' 2 v2 a2 t
F1 =– F2

v '1 v1 v ' 2 v2 m1 m2 t t
解:由动量守恒定律得:(M-20m)v' -20mv=0
20mv 解得:v = =13.5m/s M 20m
'
中国新型自行榴弹炮
反击式水轮机是大型水力发电站 应用最广泛的水轮机。它是靠水 流的反冲作用旋转的。我国早在 70年代就能生产转轮直径5.5米, 质量110吨,最大功率达30万千 瓦的反击式水轮机。
这门自行火炮的后面又增加了止退犁, 看到了吗?他是起什么作用的呢?
课堂练习
如图,小车放在光滑的水平面上,将小球拉开到一定角度,然后同
时放开小球和小车,那么在以后的过程中( D ) A.小球向左摆动时,小车也向左运动, 且系统动量守恒 B.小球向左摆动时,小车则向右运动, 且系统动量守恒 C.小球向左摆到最高点,小球的速度
[例4]在高速公路的上发生一起交通事故,一辆质量为1500kg向南行驶的 长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg的卡车,碰后两辆车连在一起, 并向南滑行了一小段距离后停止,根据测速仪的测定,长途客车碰前以 20m/s的速率行驶,由此可以判断卡车碰前的行驶速率( A ) A.小于10m/s B.大于10m/s小于20m/s C.大于20m/s小于30m/s D.大于30m/s小于40m/s
D)
三、应用动量守恒定律解题的步骤
1、明确研究对象:将要发生相互作用的物体可视为系统。 2、进行受力分析,运动过程分析:确定系统动量在研究过程中是否守恒?
3、明确始末状态:一般来说,系统内的物体将要发生相互作用,和相互作 用结束,即为作用过程的始末状态。
4、选定正方向,列动量守恒方程及相应辅助方程,求解作答。 例题:质量为1000kg的轿车与质量为4000kg的货车迎面相撞。碰撞后两车 绞在一起,并沿货车行驶方向运动一段路程后停止,从事故现场测出,两 车相撞前,货车的行驶速度为54km/h,撞后两车的共同速度为18km/h。该 段公路对轿车的限速为100km/h,试判断轿车是否超速行驶。
mv (M m)v1 0
( M m)v1 M v ( 1)v1 m m
M 燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比 共同决定 。 m
火箭
反冲炮
课本案例三:反冲现象与火箭的发射
已知:火箭发动机每次喷出m 200 g 气体, 对地速度v 1000m / s 发动机每秒喷气20次,火箭初始质量M 300kg , 求:一秒末的速度v '
[例2]一艘小船静止在湖面上,原来站在船尾的人突然纵身跳跃到船首, 并与小船保持相对静止,这时小船的运动状态是(不考虑水的阻力) ( C ) A.向前运动 B.向后运动 C.仍静止不动 D.条件不足,无法确定
[例3]为了模拟宇宙大爆炸初期的情景,科学家们使两个带正电的重离子被 加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。若要使碰撞前重离子的 动能经碰撞后尽可能多地转化为其他形式的能,应该设法使这两个重离子 在碰撞前的瞬间具有 ( B ) A.相同的速率 B.相同大小的动量 C.相同的动能 D.相同的质量
课后作业
课本练习题:P
15
第1、2、3题
1.3 案例分析 动量守恒定律的应用
知识回顾
——动量守恒的条件
1、系统不受外力(理想化)或系统所受合外力为零。 2、系统受外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰 撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力 来要小得多,且作用时间极短,可以忽略不计。 3、系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上所受合外力为零, 则系统在这个方向上动量守恒。
[例3]如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一条直线上运动, 两球质量关系mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6kg〃m/s。 运动中两球发生碰撞,碰撞后,A球动量的增量为-4 kg〃m/s,则( A ) A.左方是A球, 碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5 B.左方是A球, 碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10 C.右方是A球, 碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5 D.右方是A球, 碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10
S
L-S
由动量守恒定律知,s m M ( ) 0 t t

m( L s) Ms 0
m 解得:s= L M m
注意:此结论与人在船上行走的速度大小无关。不论是匀速行走还是变速行 走,甚至往返行走,只要人最终到达船的左端,那么结论都是相同的。
动量守恒的应用之反冲运动 定义:原来静止的系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反的方向 运动,就叫做反冲运动。 模拟火箭发射过程 观察、体会: 单摆小车 反冲式水轮机 蒸汽炮车
课本案例一:碰碰车的碰撞
已知:M甲 =150kg , v A 4.5m / s向右 M 乙 =200kg,vB 3.9m / s向左 求:碰后两车的共同速度v '
[例1]一艘小船静止在湖面上,原来站在船尾的人突然纵身跳跃到船首, 并与小船保持相对静止,这时小船的运动状态是(不考虑水的阻力) (C ) A.向前运动 B.向后运动 C.仍静止不动 D.人、船质量未知,无法确定 [例2]质量m=100kg的小船静止在水面上,船两端载着m甲=40kg、m乙=60kg 的游泳者。在同一水平线上甲朝左、乙朝右同时以相对于岸3m/s的速率 跃入水中,如图所示,关于小船运动方向和速率大小,下列说法中正确 的是 ( C ) A.向左,大于1m/s 乙 甲 B.向右,大于1m/s C.向左,小于1m/s D.向右,小于1m/s
1.2 动量守恒研究
问题的提出
导入 请观察:(1)模拟火箭发射过程。 (视频)(2)单摆小车。
问题1?
问题2? 假如你置身于一望无际的冰面上,冰面绝对光滑,你能想出脱身的 办法吗? 当两个物体相互作用时总动量会有什么变化呢?
一、理论推导
(V1>V2)
υ’1

解:取向右为正方向
碰撞之前总动量: 碰撞之后总动量:
D:宏观物体或微观物体
两小车在运动过程中,相互排斥的磁力属于内力,整个系统的外力 即重力和支持力的和为零,所以系统动量守恒。
系统所受的外力有:重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持 力,三者之和不为零,所以系统动量不守恒。
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