动量守恒定律

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2.动量守恒定律是实验定律,它的结论完全由实 验决定。虽然它可有牛顿运动定律推导出来,但 它并不依赖牛顿运动定律。
3.用牛顿运动定律解决问题要涉及各个过程 的力,有时候解决起来比较复杂,而动量守 恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程力 的细节无关,能使问题大大简化。
4.动量守恒定律比牛顿定律更普遍,它适用 目前为止的物理学研究的一切领域,即不仅 适用于宏观、低速领域,而且适用于微观、 高速领域。
p′=m1v1+(m-m1)v2 根据动量守恒定律p′=p 可得
m1v1 + (m-m1)v2 = mv
解出
2
mv m1v1 m m1
爆炸类问题
四、动量守恒定律的普适性
1.动量守恒定律是由牛顿第二、第三定律导出的, 两者关系密切,在经典力学中都占有及其重要的 地位。牛顿运动定律从“力”的角度反映物体间 的相互作用;动量守恒定律从“动量”的角度描 述物体间的相互作用。
p 2.数学表达式: p
m1v1 m2v2 m1v1 m2v2
定律的表达式是矢量式,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。
4.动量守恒定律的适用条件
(1)系统不受外力或所受外力的矢量和为零。
(2)系统所受外力远小于内力,如碰撞或爆炸瞬 间,外力可以忽略不计。
(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,则该方向动量守恒 (分动量守恒)。
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。
例题 1 在列车编组站里,一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动,碰上一 辆 m2 = 2.2×104 kg 的静止货车,它们碰撞后结合在 一起继续运动,求货车碰撞后的运动速度。
课堂练习:
在光滑水平面上有甲、乙两小球,它们的
质量分别为1kg和4kg,甲球以10m/s的速度向右
运动,乙球以5m/s的速度向左运动,两球发生
正碰后,乙球以1m/s的速度继续向左运动。求:
(1)甲球碰撞后的速度
--6m/s
(2)甲、乙两球各自受到的冲量
16kg.m/s
(m1+m2)v=m1v1
v m1v1 m1 m2
代入数值,得v = 0.9 m/s
即两车接合后以0.9m/s的速度沿着第一辆车原来运动的方 向继续运动
应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法 ⑴分析题意,确定研究对象; ⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力情 况,分清内力与外力,确定系统动量是否守恒; ⑶在确认动量守恒的前提下,确定所研究的相 互作用过程的始末状态,规定正方向,确定始、 末状态的动量值的表达式; ⑷列动量守恒方程; ⑸求解,如果求得的是矢量,要注意它的正负, 以确定它的方向.
小结
项目 内容
公式
动量守恒定律
系统不受外力或所受外力的合力为 零,这个系统的动量就保持不变。
应用对象
系统
动量守恒 研究的系统不受外力或合外力为零,或满
条件
足系统所受外力远小于系统内力。
特点
动量是矢量,式中动量的确定一 般取地球为参照物。
练习
一辆平板车停止在光滑水平面上,车上) A、左右来回运动 B、向左运动 C、向右运动 D、静止不动
高中物理 选修3—5
应用动量守恒定律解题时应注意
①矢量性:表达式中的速度、动量均为矢量,在 一维情况下,选定一个正方向,将矢量运算转 化为代数运算.
②同一性:表达式中各个速度必须是相对同一 参照物的.
③同时性:表达式中等式一边的速度必须是同一 时刻的.
解 : 导弹炸裂前的总动量为
p=mv
炸裂后的总动量为
m2 v2
m1 v1
F2 m2
v’2
F1 m1 v’1
a1
F1 m1
a2
F2 m2
F1= - F2
m1a1 m2a2
a1
v1 v1 t
a2
v2 v2 , t
m1v1 m2v2 m1v1 m2v2
二、动量守恒定律
1.内容:相互作用的几个物体组成的系统,如果不受外 力作用,或它们受到的外力之和为零,则系统的总动量 保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。
v1
m1
m2
①本题中相互作用的系统是什么?
②分析系统受到哪几个外力的作用?是否符合动量守恒的条 件?
③ 本题中研究的是哪一个过程?该过程的初状态和末状态 分别是什么?
参考解答
解:取两辆货车在碰撞前运动方向为正方向,设两车接合
后的速度为v, 则两车碰撞前的总动量为m1v1,碰撞后的 总动量为(m1+m2)v,由动量守恒定律可得:
动量守恒定律
一、系统、内力和外力
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:系统内各个物体间相互用力称为内力。
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。
二、动量守恒定律
问题:如图所示,在光滑水平面上做匀速运动的两个
小球,质量分别为m1和m2,沿同一直线向相同的方向 运动,速度分别为v1和v2,v2>v1。当第二个小球追上 第一个小球时两球碰撞。碰撞后的速度分别为v1′和v2′。 碰撞过程第一个小球所受第二个球对它的作用力是F1, 第二个球所受第一个球对它的作用力是F2,试用动量 定理分析碰撞过程。
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