动量守恒涟源市立珊中学刘季春.ppt

动量守恒定律,高 三 物 理 复 习 课,会宁四中 童新民,动量守恒定律,相互作用的物体系统，若不受外力的作用，或它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变。 表达式：,对于两个物体组成的系统，可表为：,动量守恒定律,相互作用的物体系统，若不受外力的作用，或它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变。 表达式：,对于两个物体组成的系统，可表为：,问题讨论,课题小结,方法讨论,问题讨论,试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒的表达式：系统是两个质点，相互作用的力是恒力，不受其它的力，沿直线运动。,解：设m1和m2分别表示两物体的质量， F1 和F2分别表示它们所受的作用力， a1和a2分别表示它们的加速度， t1和t1分别表示作用时间， v1和v2分别它们的初速度， v1和v2分别表示末速度。,例1,？,讨论：由于系统中内力总是成对（作用与反作用）出现的，引起相互作用的两个部分的动量变化是大小相等、方向相反的，因而对系统的总动量（动量的矢量和）没有影响。,内力对系统总动量为什么没有影响？,问题：,讨论：由于系统中内力总是成对（作用与反作用）出现的，引起相互作用的两个部分的动量变化是大小相等、方向相反的，因而对系统的总动量（动量的矢量和）没有影响。,内力对系统总动量为什么没有影响？,如图所示，、两木块的质量之比为：，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩了的轻弹簧，A、B与平板车的上表面间的动摩擦因素相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，A、B在小车上滑动时有： 1）A、B系统动量守恒 2）A、B、C系统动量守恒 3） 小车向左运动 4） 小车向右运动,例2,A,B,C,如图所示，、两木块的质量之比为：，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩了的轻弹簧，A、B与平板车的上表面间的动摩擦因素相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，A、B在小车上滑动时有： 1）A、B系统动量守恒 2）A、B、C系统动量守恒 3） 小车向左运动 4） 小车向右运动,例2,A,B,C,例3,如图示，小车放在光滑的水平面上，将系绳子小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，在以后的过程中： 1）小球向左摆动时，小车也向左摆动，且系统动量守恒。 2）小球向左摆动时，小车也向右摆动，且系统动量守恒。 3）小球向左摆动到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零。 4）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。,m,M,例3,如图示，小车放在光滑的水平面上，将系绳子小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，在以后的过程中： 1）小球向左摆动时，小车也向左摆动，且系统动量守恒。 2）小球向左摆动时，小车也向右摆动，且系统动量守恒。 3）小球向左摆动到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零。 4）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。,m,M,例4,如图所示，车厢长度L，质量为M，静止于光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体以速度v向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为： 1、v，水平向右 2、0 3、mv/（m+M），水平向右 4、mv/（m-M），水平向右,例4,如图所示，车厢长度L，质量为M，静止于光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体以速度v向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为： 1、v，水平向右 2、0 3、mv/（m+M），水平向右 4、mv/（m-M），水平向右,例5,总质量为M的列车，在平直轨道上以速度v匀速行驶，尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩，设机车的牵引力恒定不变，阻力与质量成正比，则脱钩车厢停下时，列车前段的速度多大？,车厢脱钩前、后外力没有变化，外力之和为零，系统动量守恒：（取初速度方向为正向）,f1,f2,f1,f2,V=0,例5,总质量为M的列车，在平直轨道上以速度v匀速行驶，尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩，设机车的牵引力恒定不变，阻力与质量成正比，则脱钩车厢停下时，列车前段的速度多大？,车厢脱钩前、后外力没有变化，外力之和为零，系统动量守恒：（取初速度方向为正向）,f1,f2,f1,f2,V=0,例6,质量为M的金属球，和质量为m的木球用细线系在一起，以速度v在水中匀速下沉，某一时刻细线断了，则当木块停止下沉的时刻，铁块下沉的速率为多少？（水足够深，水的阻力不计）,系统外力之和总为零，系统动量守恒：（取初速度方向为正向）,例6,质量为M的金属球，和质量为m的木球用细线系在一起，以速度v在水中匀速下沉，某一时刻细线断了，则当木块停止下沉的时刻，铁块下沉的速率为多少？（水足够深，水的阻力不计）,系统外力之和总为零，系统动量守恒：（取初速度方向为正向）,例7,一个中子以2.0 107m/s的速度撞到一个静止的原子核上，已知中子以1.7 107m/s的速度被反弹回来，那个原子核以3.1 107m/s的速度向前运动，求原子核的质量数。,系统动量守恒，取v的方向为正方向：,原子核的质量数为12。,例7,一个中子以2.0 107m/s的速度撞到一个静止的原子核上，已知中子以1.7 107m/s的速度被反弹回来，那个原子核以3.1 107m/s的速度向前运动，求原子核的质量数。,系统动量守恒，取v的方向为正方向：,原子核的质量数为12。,例8,一颗质量为m、速度为v0的子弹竖直向上射穿质量为M的木块后继续上升，子弹上升的最大高度为H，木块上升的最大高度为多少？,（1） （2） （3）,在子弹射穿木块的瞬间，重力内力，可以近似为系统动量守恒：,例8,一颗质量为m、速度为v0的子弹竖直向上射穿质量为M的木块后继续上升，子弹上升的最大高度为H，木块上升的最大高度为多少？,（1） （2） （3）,在子弹射穿木块的瞬间，重力内力，可以近似为系统动量守恒：,例9,一辆质量为M的小车以速率v1在光滑的水平面上运动时，恰遇一质量为m，速率为v2物体以俯角60。的速度方向落在车上并陷于车里的砂中，求此后车的速度。,系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒：（取v2方向为正向）,例9,一辆质量为M的小车以速率v1在光滑的水平面上运动时，恰遇一质量为m，速率为v2物体以俯角60。的速度方向落在车上并陷于车里的砂中，求此后车的速度。,系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒：（取v2方向为正向）,一个质量为M，底面边长为b的三角形劈块静止光滑水平面上，有一质量为m的小球由斜面顶部无初速滑到底部的过程中，劈块移动的距离是多少？,例10,在任一时刻，系统水平方向动量守恒：（取水平向右为正）,一个质量为M，底面边长为b的三角形劈块静止光滑水平面上，有一质量为m的小球由斜面顶部无初速滑到底部的过程中，劈块移动的距离是多少？,例10,在任一时刻，系统水平方向动量守恒：（取水平向右为正）,例11,火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，喷出的气体相对于地面的速率v=1000m/s，设火箭的初质量M=300kg，初速度为零，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力和空气阻力的情况下，火箭发动机一秒末的速度是多大？,以火箭1秒内喷出的气体和箭体为系统的两个部分，1秒内共喷出20m气体，箭体质量为M-20m，系统动量守恒：（选箭体运动方向为正向）,例11,火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，喷出的气体相对于地面的速率v=1000m/s，设火箭的初质量M=300kg，初速度为零，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力和空气阻力的情况下，火箭发动机一秒末的速度是多大？,以火箭1秒内喷出的气体和箭体为系统的两个部分，1秒内共喷出20m气体，箭体质量为M-20m，系统动量守恒：（选箭体运动方向为正向）,长为L，质量为m1小船停在静水中，一个质量为m2人，立在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地的位移各是多少？,例12,在任一时刻，系统总动量都满足：,取人运动的方向为正向：,长为L，质量为m1小船停在静水中，一个质量为m2人，立在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地的位移各是多少？,例12,在任一时刻，系统总动量都满足：,取人运动的方向为正向：,动量守恒定律的应用方法,1、确定研究的系统对象。 2、分析系统运动过程中的外力，判断系统动量是否守恒。 3、分析确定各部分物体的始末状态的动量。 4、选定正方向，列出动量守恒表达式，结合其它规律求解。,动量守恒定律的应用方法,1、确定研究的系统对象。 2、分析系统运动过程中的外力，判断系统动量是否守恒。 3、分析确定各部分物体的始末状态的动量。 4、选定正方向，列出动量守恒表达式，结合其它规律求解。,研究对象,是一个系统，由两个或两个以上的物体共同组成的。,* 外力指系统以外的物体对系统内物体的作用力，内力则是系统内物体间的相互作用力。,* 总动量指系统内所有物体在某一瞬时的动量的矢量和。,研究对象,是一个系统，由两个或两个以上的物体共同组成的。,* 外力指系统以外的物体对系统内物体的作用力，内力则是系统内物体间的相互作用力。,* 总动量指系统内所有物体在某一瞬时的动量的矢量和。,动量守恒条件,1、系统不受外力或外力的矢量和为零。,2、系统内力远大于外力，且作用时间极短，如爆炸、碰撞等过程可近似看着动量守恒。,3、当系统在某个方向不受外力或外力之和为零，则该方向上动量守恒。,注：动量守恒定律不仅用于宏观世界的运动，也适用于微观世界的运动。,动量守恒条件,1、系统不受外力或外力的矢量和为零。,2、系统内力远大于外力，且作用时间极短，如爆炸、碰撞等过程可近似看着动量守恒。,3、当系统在某个方向不受外力或外力之和为零，则该方向上动量守恒。,注：动量守恒定律不仅用于宏观世界的运动，也适用于微观世界的运动。,动量守恒含义,在系统内物体间相互作用的过程中，各部分物体的动量可能不断变化，但系统动量之和在任一时间总保持一恒定的量。,动量守恒含义,在系统内物体间相互作用的过程中，各部分物体的动量可能不断变化，但系统动量之和在任一时间总保持一恒定的量。,表达式意义,1、矢量性。动量、速度都是矢量，求和应遵循矢量运算法则。,2、相对性。所有物体的速度都应是相对于地面参照系的速度。,3、瞬时性。 总动量是在同一瞬时系统所有物体的动量之和，在整个过程中，任一瞬时的总动量都相同。,表达式意义,1、矢量性。动量、速度都是矢量，求和应遵循矢量运算法则。,2、相对性。所有物体的速度都应是相对于地面参照系的速度。,3、瞬时性。 总动量是在同一瞬时系统所有物体的动量之和，在整个过程中，任一瞬时的总动量都相同。,动量守恒定律,相互作用的物体系统，若不受外力的作用，或它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变。,对于两个物体组成的系统，可表为：,1、研究对象,是一个系统，由两个或两个以上的物体共同组成的。,* 外力指系统以外的物体对系统内物体的作用力，内力则是系统内物体间的相互作用力。,* 总动量指系统内所有物体在某一瞬时的动量的矢量和。,2、守恒条件,1、系统不受外力或外力的矢量和为零。 （内力不影响系统的总动量）,2、系统内力远大于外力，且作用时间极短，如爆炸、碰撞等过程可近似看着动量守恒。,3、当系统在某个方向不受外力或外力之和为零，则该方向上动量守恒。,注：动量守恒定律不仅用于宏观世界的运动，也适用于微观世界的运动。,3、动量守恒含义,在系统内物体间相互作用的过程中，各部分物体的动量可能不断变化，但系统动量之和在任一时间总保持一恒定的量