河北省沧州市高考物理一轮复习 动量守恒定律课件.ppt

动量守恒定律 一 动量守恒定律1 动量守恒定律的内容及形式 1 一个系统不受外力或者受外力之和为零 这个系统的总动量保持不变 如果 f 0则 p 0 2 表达式的几种形式 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 p1 p2 p1 p2 p p 2 动量守恒定律的适用条件 1 系统不受外力或者所受外力之和为零 2 系统受外力 但外力远小于内力 可以忽略不计 3 系统在某一个方向上所受的合外力为零 则该方向上动量守恒 4 全过程的某一阶段系统受的合外力为零 则该阶段系统动量守恒 3 应用动量守恒定律应注意的问题 1 动量守恒定律的系统性 研究对象是相互作用的物体组成的系统 系统总动量保持不变 不是仅指系统的初 末两个时刻的总动量相等 而是指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等 但不能认为系统内的每一个物体的动量都保持不变 2 动量守恒定律的矢量性 要规定正方向 已知量跟规定正方向相同的为正值 相反的为负值 求出的未知量是正值 则跟规定正方向相同 求出的未知量是负值 则跟规定正方向相反 3 速度的同时性 同时性指的是公式中的v1 v2必须是相互作用前同一时刻的速度 v1 v2 必须是相互作用后同一时刻的速度 4 速度的相对性相对性指的是动量守恒定律中各物体在各状态下的速度必须是相对于同一个参照系的速度 一般以地面为参考系 5 守恒定律的广泛性动量守恒定律具有广泛的适用范围 不论物体间的相互作用力性质如何 不论系统内部物体的个数 不论它们是否互相接触 不论相互作用后物体间是粘合还是分裂 只要系统所受合外力为零 动量守恒定律都适用 动量守恒定律既适用于低速运动的宏观物体 也适用于高速运动的微观粒子间的相互作用 大到天体 小到基本粒子间的相互作用都遵守动量守恒定律 6 注意 平均动量守恒 当系统在全过程中动量守恒时 则这一系统在全过程中的平均动量也守恒 在符合动量守恒的条件下 如果物体做变速运动 为了求解位移 可用平均动量及其守恒规律来处理 5 应用动量守恒定律解题步骤 1 选定研究对象 明确系统包括哪几个物体 2 进行受力分析 判断系统动量是否守恒 或某一方向上是否守恒 3 规定正方向 确定初末状态动量 4 由动量守恒定律列式求解 5 必要时进行讨论 二 爆炸 碰撞与反冲运动1 爆炸和碰撞具有一个共同特点 即相互作用的力为变力 作用时间极短 作用力极大 且远远大于系统受到的外力 故均可用动量守恒定律来处理2 爆炸过程中 因有其他形式的能转化动能 故系统的动能增加 3 碰撞 1 完全弹性碰撞简称弹性碰撞特点 碰撞前后无能量损失 也就是除了动量守恒之外机械能守恒 动能之和前后保持不变 令碰撞两物体质量分别为m1 m2 碰撞前速度分别为v1 v2 则发生完全弹性碰撞后 末速度的求法为 根据动量守恒 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 根据机械能守恒 便可求出末速度为 由以上末速度可得结论 当两物体质量相同时 v1 v2 v2 v1 即两物体交换速度 2 非完全弹性碰撞特点 动量守恒 机械能不守恒 碰后弹开 能量损失介于弹性碰撞与完全非弹性碰撞之间 3 完全非弹性碰撞特点 动量守恒 机械能损失最多 碰后粘合在一起 4 反冲运动 1 反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果 2 反冲运动的过程中 如果没有外力作用或外力的作用远远小于物体间的相互作用力 可利用动量守恒定律处理 动量守恒的判断1 如图所示 a b两物体的质量比ma mb 3 2 它们原来静止在平板车c上 a b间有一根被压缩了的弹簧 a b与平板车上表面间的动摩擦因数相同 地面光滑 当弹簧突然释放后 则有 a a b系统动量守恒b a b c系统动量守恒c 小车向左运动d 小车向右运动 bc 2 如图所示 a b两物体的质量比ma mb 3 2 它们原来静止在平板车c上 a b间有一根被压缩了的弹簧 地面光滑 当弹簧突然释放后 则有 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c若a b所受摩擦力大小相等 a b组成系统的动量守恒d若a b所受摩擦力大小相等 a b c组成系统的动量守恒 bcd 2 如图所示 两物体的质量m1 2m2 两物体与水平面间的动摩擦因数 2 2 1 两物体原来静止 中间夹一被压缩的轻弹簧 当烧断细线后 两物体被弹簧弹开 两物体脱离弹簧时的速度均不为零 则 a两物体脱离弹簧时的速率最大b两物体的速率同时达到最大值c两物体m1和m2在刚脱离弹簧时的速率之比为1 2d两物体再弹开后速度同时减为零 bcd 3 放在光滑水平面上的a b两小车中间夹一被压缩的轻质弹簧 用两手分别控制小车处于静止状态 下面说法正确的是 a两手同时放开后 两车的总动量为零b先放开右手 后放开左手 两车的总动量向右c先放开左手 后放开右手 两车的总动量向右d两手同时放开 两车总动量守恒 两手放开有先后 两车总动量不守恒 abd 动量的矢量性动能相同的a b两球 它们的质量分别为ma mb 且ma mb 在光滑的水平面上相向运动 当两球相碰后 其中一球停止运动 则可判定 a 碰撞前a球的速度小于b球的速度b 碰撞前a球的动量大于b球的动量c 碰撞后a球的动量变化大于b球的动量变化d 碰撞后a球的速度为零 b球朝反方向运动 abd 太阳放出的大量中微子向地球飞来 但实验测定的数目只有理论值的三分之一 三分之二的太阳中微子失踪之谜 一直困扰着科学 后来科学家发现中微子在向地球传播的过程中衰变为一个 子和一个 子 此项成果获 2001年世界十大科技突破奖之一 若在衰变中发现的 子速度方向与中微子原来方向一致 则 子的运动方向 a一定与 子同方向b一定与 子反方向c不一定与 子在同一直线上d一定与 子在同一直线上 d 动量守恒定律在特定方向上的运用如图所示 质量为0 5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛 落在以7 5m s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中 车底涂有一层油泥 车与油泥的总质量为4kg 设小球在落到车底前瞬间速度是25m s 则当小球与小车相对静止时 小车的速度是 a5m sb4m sc8 5m sd9 5m s a 在图中 用一条长为l质量可以不计的细线拴住一质量为m半径为r的小球 使其在竖直平面里绕o点沿圆周来回摆动 设当小球在右侧向左摆动到图中位置时速度为v 此时恰好有一质量为m速度为v 的子弹竖直向下击中小球并进入小球后停下来 线不断 子弹从击中小球到在小球中停下来所经过的时间为 t 这一段时间里角度 的微小变化可以不计 求子弹恰好在小球中停下来时球的速度为多少 v 人船模型问题已知一人站在船上静止在水上 人的质量为m 船的质量为m 人以相对船的速度为v从船头水平跳出 求船速为多少 忽略水的阻力 设船速为v1 规定人的速度为正方向 水平方向不受外力 所以有 m v1 v mv1 0 质量m 150kg的木船长l 4m 质量m 50kg的人站立在船头 它们静止在平静的水面上 不计水的阻力 人从船头走到船尾 求船移动的距离 1m 如图所示 长12m的木船右端固定一直立桅杆 木船和桅杆的总质量为50kg 木船与水之间的阻力是船 包括人 总重的0 1倍 质量为50kg的人立于木船左端 木船与人均静止 若人以a 4m s2的加速度向右奔跑至船的右端并立即抱住桅杆 g 10m s2 求 1 人从开始奔跑直到达木船右端桅杆所经历的时间 2 木船的总位移 2s2m 人船模型的衍生题 水的阻力不计 当船头固定一支步枪发射出一颗子弹打到岸边的靶上后 问船的运动形式如何 答案 匀速运动 当连续发射大量子弹时 问船的运动形式如何 答案 匀加速运动 当把靶安装在船上时 以上两个问题答案又如何 当发射一颗子弹 未打到靶上时 船应作匀速运动 打到靶上瞬间 子弹和船的速度一样 且同时为零当连续发射大量子弹时 船应作匀速