高中物理必修2 第四章动量守恒定律的应用课件.ppt

第四节动量守恒定律的应用 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 知识回顾 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与平板车上表面间动摩擦因数相同 地面水平光滑 突然释放弹簧后 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 课堂练习 碰撞问题的典型应用 相互作用的两个物体在很多情况下 皆可当作碰撞处理 那么对相互作用中两个物体相距恰 最近 相距恰 最远 或恰上升到 最高点 等一类临界问题 求解的关键都是 速度相等 1 光滑水平面上的a物体以速度v0去撞击静止的b物体 a b物体相距最近时 两物体速度必相等 此时弹簧最短 其压缩量最大 2 质量均为2kg的物体a b 在b物体上固定一轻弹簧 则a以速度6m s碰上弹簧并和速度为3m s的b相碰 则碰撞中ab相距最近时ab的速度为多少 弹簧获得的最大弹性势能为多少 课堂练习 2 物体a以速度v0滑到静止在光滑水平面上的小车b上 当a在b上滑行的距离最远时 a b相对静止 a b两物体的速度必相等 3 质量为m的木板静止在光滑的水平面上 一质量为m的木块 可视为质点 以初速度v0向右滑上木板 木板与木块间的动摩擦因数为 求 木板的最大速度 课堂练习 3 质量为m的滑块静止在光滑水平面上 滑块的光滑弧面底部与桌面相切 一质量为m的小球以速度v0向滑块滚来 设小球不能越过滑块 则小球到达滑块上的最高点时 即小球的竖直向上速度为零 两物体的速度肯定相等 4 如图所示 质量为m的滑块静止在光滑的水平桌面上 滑块的光滑弧面底部与桌面相切 一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来 设小球不能越过滑块 则小球到达最高点时 小球与滑块的速度各是多少 课堂练习 碰撞问题的典型应用 相互作用的两个物体在很多情况下 皆可当作碰撞处理 那么对相互作用中两个物体相距恰 最近 相距恰 最远 或恰上升到 最高点 等一类临界问题 求解的关键都是 速度相等 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 动量守恒的应用之反冲运动 观察 体会 1 2 3 反击式水轮机的模型 反击式水轮机的转轮 反击式水轮机的蜗壳 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 他是如何利用反冲运动发电的呢 火箭模型 明 公元1368 1644年 长108厘米 在箭支前端缚火药筒 利用火药向后喷发产生的反作用力把箭发射出去 这是世界上最早的喷射火器 由动量守恒得 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 那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关呢 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 法国幻影 2000 中国新型自行榴弹炮 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 5 一门旧式大炮 炮身的质量为m 射出的炮弹的质量为m 对地的速度为v 方向与水平方向成a角 若不计炮身与水平地面间的摩擦 则炮身后退的速度多大 课堂练习 课堂练习 6 一人静止于光滑的水平冰面上 现欲离开冰面 下列方法中可行的是 a向后踢腿b手臂向后摔c在冰面上滚动d脱下外衣水平抛出 7 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 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 d 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 课堂练习 8 如图所示 在光滑的滑槽m的左上端放一个小球m 从静止释放后 小球m从m的左上方将无初速地下滑 则以下说法正确的是 a 球跟槽构成的系统动量守恒 b 槽一直向右运动 c 小球能滑到槽的右上端 d 无法确定 c 反思 系统水平分向动量守恒 m滑到左方最高点的特征 两者共速 课堂练习 4 确定系统动量在研究过程中是否守恒 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 系统内作用的过程也是动量在系统内发生转移的过程 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 5 选定正方向 列动量守恒方程及相应辅助方程 求解做答 应用动量守恒定律的一般步骤 1 研究对象 系统性 即相互作用的物体的全体 2 作用力情况 区别内力和外力 内力是系统内物体间的相互作用力 外力是系统外物体对系统内物体间的相互作用力 3 相对性和同一性 动量守恒定律中的所有速度是对同一参照物的 一般对地 5 守恒问题 系统动量守恒时 动能不一定守恒 动能可能减少 动能可能增加 动能也可能守恒 4 同时性和矢量性 注意同一时刻 瞬时性 系统内各物体的方向 动量守恒定律运用的注意点 动量守恒三大类问题规律总结 1 原来静止的系统在内力作用下分成两部分或分成几部分时 由于内力远大于其