动量守恒定律及其应用复习PPT教学课件

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C.a离开墙壁后,a、b组成的系 统的动量守恒
D.a离开墙壁后,a、b组成的系 统的动量不守恒
高频考点例析
解析:选BC.在a离开墙壁前的弹 簧伸长的过程中,对a和b构成的系 统,由于受到墙给a的弹力作用,所以 a、b构成的系统的动量不守恒,因此B 选项正确,A选项错误;a离开墙壁 后,a、b构成的系统合外力为零,因 此动量守恒,故C选项正确,D选项错 误.
课堂互动讲练
解析:(1)两车相距最近时,两车 的速度相同,设该速度为v,取乙车的 速度方向为正方向.由动量守恒定律 得
m乙v乙-m甲v甲=(m甲+m乙)v 代入数据得:v=2 m/s 所以两车最近时,乙车的速度为v =2 m/s.
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(2)甲车开始反向时,其速度为0, 设此时乙车的速度为v乙′,由动量守恒 定律得
高频考点例析
题型一 动量是否守恒的判断
例1 如图6-2-1所
示,A、B两物体质量 之比mA∶mB=3∶2, 静止在平板小车C 上,A、B间有一根被 压缩的弹簧,水平地
面光滑,当弹簧突然 释放后,则( )
图6-2-1
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
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(3)判断一个碰撞过程是否存在的依据 ①动量守恒. ②机械能不增加.
③速度要合理
碰前两物体同向,则v后>v前;碰后,原来在
前的物体速度一定增大,且v前≥v后
两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不
可能都不改变
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2.爆炸 特点:(1)内力远大于外力,动量 守恒. (2)由其他形式的能转化为动能, 系统动能会增加. 3.反冲 (1)特点:在系统内力作用下,系 统一部分物体向某方向发生动量变化 时,系统内其余部分向相反方向发生 动量变化.
第二节 动量守恒定律及其应用
基础知识梳理
一、动量守恒定律 1.内容:相互作用的物体组成 的系统如果不受外力或者所受外力之 和为零,这个系统的总动量就保持不 变.
基础知识梳理
2.数学表达式 (1)p=p′(系统相互作用前总动量p等于相 互作用后总动量p′). (2)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(相互作用 的两个物体组成的系统,作用前动量和等于 作用后动量和). (3)Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成 的系统,两物体动量增量大小 相等 、方 向 相反 ). (4)Δp=0(系统总动量前后差为零).
高频考点例析
若A、B所受摩擦力大小相等,则 A、B组成系统的外力之和为零,故其 动量守恒,C选项正确.
【答案】 BCD
高频考点例析
【方法技巧】 (1)判断系统的动 量是否守恒时,要注意动量守恒的条 件是系统不受外力或所受的合外力为 零.因此,要分清系统中的物体所受 的力哪些是内力,哪些是外力.
高频考点例析
m乙v乙-m甲v甲=m乙v乙′ 得v乙′=2.5 m/s. 答案:(1)2 m/s (2)2.5 m/s
课堂互动讲练
二、应用动量守恒定律解决的几类问题 1.碰撞 (1)碰撞的特点:①时间极短;②内力远大 于外力;③碰撞过程中位移变化忽略不计. (2)碰撞中的能量变化 ①弹性碰撞:动量守恒,动能守恒. ②非弹性碰撞:动量守恒,动能有损失, 转化为系统的内能. ③完全非弹性碰撞:动量守恒,动能损失 最大,碰后两物体粘合在一起,速度相同.
高频考点例析
解析:选B.对于A、D选项,碰撞 后A的速度仍大于B球的速度,显然不 符合实际;C项虽满足动量守恒,但碰 撞后的总动能大于碰撞前的总动 能.故只有B项正确.
高频考点例析
题型三 动量守恒定律的临界问题
例3 如图6-2-4所示,
甲车质量m1=20 kg,车 上有质量M=50 kg的 人,甲车(连同车上的人) 以v=3 m/s的速度向右滑 行.此时质量m2=50 kg 的乙车正以v0=1.8 m/s的 速度迎面滑来,为了避免
1.木块a和b用一 根轻弹簧连接起来,放 在光滑水平面上,a紧 靠在墙壁上.在b上施 加水平向左的力F使弹 簧压缩,如图6-2-2 所示.当撤去外力F 后,下列说法中正确的 是( )
图6-2-2
高频考点例析
A.a尚未离开墙壁前,a和b组成 的系统的动量守恒
B.a尚未离开墙壁前,a和b组成 的系统的动量不守恒
高频考点例析
题型二 碰撞规律的应用
例2 如图6-2-3所示,
半径和动能都相等的两
个小球相向而行.甲球
质量m甲大于乙球质量m 乙,水平面是光滑的,两 球做对心碰撞后的运动
情况可能是下述哪些情
况( )
图6-2-3
高频考点例析
A.甲球速度为零,乙球速度不为零 B.两球速度都不为零 C.乙球速度为零,甲球速度不为零 D.两球都以各自原来的速率反向运动
(2)在同一物理过程中,系统的动 量是否守恒,与系统的选取密切相 关,如本例中第一种情况A、B组成的 系统的动量不守恒,而A、B、C组成 的系统的动量却是守恒的,因此,在 利用动量守恒定律解决问题时,一定 要明确在哪一过程中哪些物体组成系 统的动量是守恒的,即要明确研究对 象的过程.
高频考点例析
变式训练
课堂互动讲练
(2)瞬时性:动量是一个瞬时量,动量守 恒指的是系统任一瞬时的动量恒定,列方程 m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2时,等号左侧是作 用前同一时刻各物体动量的矢量和,等号右 侧是作用后同一时刻各物体动量的矢量和, 不同时刻的动量不能相加.
(3)同一性:由于动量大小与参考系的选 取有关,因此应用动量守恒定律时,应注意 各物体的速度必须是相对同一参考系的速 度.一般以地面为参考系.
基础知识梳理
二、碰撞和反冲现象 1.碰撞 (1)特点:在碰撞现象中,一般都 满足内力远大于外力,可以认为相互 碰撞的系统动量守恒.
基础知识梳理
(2)分类 ①弹性碰撞:若总动能损失很小,可 以忽略不计,此碰撞为弹性碰撞. ②完全非弹性碰撞:若两物体碰后粘 合在一起,这种碰撞损失动能最多,此碰 撞称为完全非弹性碰撞.
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
高频考点例析
【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FfA向右,FfB向左,由于mA∶mB= 3∶2,所以FfA∶FfB=3∶2,则A、B组成系 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 为竖直方向的重力和支持力(水平方向不受外 力),它们的合力为零,故该系统的动量守 恒,B、D选项均正确.
课堂互动讲练
A.v1=4 m/s,v2=2 m/s B.v1=4 m/s,v2=-1.5 m/s C.v1=-4 m/s,v2=10.5 m/s D.v1=v2=1.8 m/s 解析:选D.在光滑水平面上两球发生正 碰,一定满足动量守恒、动能不能增加,验证 可知,A项对应的两球碰撞前后动量不守恒,C 项对应的两球碰后动能增加了,故A、C均错 误;B项不违背动量守恒,但两球还在继续作用 过程中,所以B不正确;D项对应两球碰后同速 前进,为完全非弹性碰撞,所以D项正确.
基础知识梳理
3.适用条件 (1)系统不受外力或所受合力 为零 时, 系统动量守恒. (2)系统所受的外力不为零,但当内力 远大于外力时,系统动量近似守恒.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小得多, 可以忽略不计.
基础知识梳理
(3)系统某一方向不受外力或所受 外力的矢量和为零,或外力远小于内 力,则系统在该方向动量守恒.
高频考点例析
【答案】 大于等于3.8 m/s 【规律总结】 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.分析临界问题的关键是寻找临界 状态,临界状态的出现是有条件的,这种 条件就是临界条件.在与动量相关的临界 问题中,临界条件常常表现为两物体的相 对速度关系与相对位移关系,这些特定关 系的判断是求解这类问题的关键.
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即时应用
1.两磁铁各放在一辆小车上,小车能在水 平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车 和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质 量为2.0 kg,两磁铁的N极相对.推动一下, 使两车相向运动.某时刻甲的速率为2 m/s, 乙的速率为3 m/s,两车运动过程中始终未相 碰.求:
(1)两车最近时,乙的速度为多大? (2)甲车开始反向时,乙的速度为多大?
【解析】 首先根据两球动能相等,12m
甲 v 甲 2=12m 乙 v 乙 2 得出两球碰前动量大小之比
为:p甲= p乙
m甲,因 m乙
m
甲>m
乙,则
p
Hale Waihona Puke 甲>p乙,则系统的总动量方向向右.
高频考点例析
根据动量守恒定律可以判断,碰 后两球运动情况可能是A、B所述情 况,而C、D情况是违背动量守恒的, 故C、D情况是不可能的.
高频考点例析
【解析】 以人、甲车、乙车组 成系统,由动量守恒得:
(m1+M)v-m2v0=(m1+m2+ M)v′,解得:v′=1 m/s.
以人与甲车组成系统,人跳离甲 车过程动量守恒,得
(m1+M)v=m1v′+Mu,解得u= 3.8 m/s.
因此,只要人跳离甲车的速度 u≥3.8 m/s,就可避免两车相撞.
基础知识梳理
2.反冲现象 在系统内力作用下,系统内一部 分物体向某方向发生动量变化时,系 统内其余部分物体向相反的方向发生 动量变化的现象.
课堂互动讲练
一、动量守恒的“四性”及解题 基本步骤
1.动量守恒的“四性” (1)矢量性:动量守恒方程是一个 矢量方程.对于作用前后物体的运动 方向都在同一直线上的问题,应选取 统一的正方向,凡是与选取正方向相 同的动量为正,相反为负.若方向未 知,可设为与正方向相同列动量守恒 方程,通过解得结果的正负,判定未 知量的方向.
【答案】 AB
高频考点例析
变式训练
2.两球A、B在光滑水平面上沿同一直 线、同一方向运动,mA=1 kg,mB=2 kg, vA=6 m/s,vB=2 m/s,当球A追上B并发生 碰撞后,两球A、B速度的可能值是(取两球 碰撞前的运动方向为正)( )
A.vA′=5 m/s,vB′=2.5 m/s B.vA′=2 m/s,vB′=4 m/s C.vA′=-4 m/s,vB′=7 m/s D.vA′=7 m/s,vB′= 1.5 m/s
高频考点例析
变式训练
3.如图6-2-5所 示,木板长2 m,质量为1 kg,静止于光滑的水平面 上,木块质量也为1 kg(可 看成质点),它与木板之间 的
图6-2-5
两车相撞,当两车
图6-2-4
高频考点例析
相距适当距离时,人从甲车跳到乙车 上,求人跳出甲车的水平速度(相对地 面)应当在什么范围内才能避免两车相 撞?(不计地面和小车间的摩擦,设乙 车足够长,取g=10 m/s2).
【思路点拨】 人跳到乙车上 后,如果两车同向,且甲车的速度小 于或等于乙车的速度就可以避免两车 相撞,人跳离甲车过程和人落到乙车 过程系统水平方向动量守恒.
课堂互动讲练
(2)实例:喷气式飞机、火箭等. (3)人船模型:若系统在全过程中 动量守恒,则这一系统在全过程中平 均动量也守恒.如果系统由两个物体 组成,且相互作用前均静止,相互作 用中均发生运动,则由 m1-v 1-m2-v 2=0,得 m1s1=m2s2.
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即时应用
2.质量为3 kg的小球A以5 m/s的速 度与质量为2 kg、速度为3 m/s的小球B 在光滑水平面上沿同一直线相向运 动,发生正碰后的速度分别为v1和v2, 则下面哪些是可能的(取小球A原来的 运动方向为正方向)( )
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(4)普适性:它不仅适用于两个物 体所组成的系统,也适用于多个物体 组成的系统;不仅适用于宏观物体组 成的系统,也适用于微观粒子组成的 系统.
课堂互动讲练
2.解题的基本步骤 明确研究对象,确定系统的组成 受力分析,确定动量是否守恒 确定初末状态,计算初末动量 规定正方向,建立动量守恒方程 代入数据,求出结果并讨论说明
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