粤教版选修35 习题课　动量守恒定律的应用 课件（23张）.ppt

习题课动量守恒定律的应用 目标定位 1 加深对动量守恒定律的理解 2 进一步练习使用动量守恒定律解决问题 1 动量守恒定律成立的条件动量守恒定律的研究对象是的物体组成的系统 其成立的条件可理解为 1 理想条件 2 实际条件 3 近似条件 系统所受比相互作用的小得多 外力的作用可以被忽略 4 推广条件 系统所受外力之和虽不为零 但在 系统不受外力或所受的外力之和为零 则系统在上动量守恒 相互作用 系统不受外力 系统所受合外力为零 外力 内力 某一方向 这一方向 2 动量守恒定律的五性动量守恒定律是自然界最重要 最普遍的规律之一 它是一个实验定律 应用时应注意其 性 性 性 性 性 系统 矢量 相对 同时 普适 预习完成后 请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 一 动量守恒条件及守恒对象的选取1 动量守恒定律成立的条件 1 系统不受外力或所受外力的合力为零 2 系统的内力远大于外力 3 系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为0或该方向上内力远远大于外力 2 动量守恒定律的研究对象是系统 选择多个物体组成的系统时 必须合理选择系统 再对系统进行受力分析 分清内力与外力 然后判断所选系统是否符合动量守恒的条件 例1 多选 质量为m和m0的滑块用轻弹簧连接 以恒定速度v沿光滑水平面运动 与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞 如图1所示 碰撞时间极短 在此过程中 下列情况可能发生的是 图1 a m m0 m速度均发生变化 碰后分别为v1 v2 v3 且满足 m m0 v mv1 mv2 m0v3b m0的速度不变 m和m的速度变为v1和v2 且满足mv mv1 mv2c m0的速度不变 m和m的速度都变为v 且满足mv m m v d m m0 m速度均发生变化 m和m0的速度都变为v1 m的速度变为v2 且满足 m m0 v m m0 v1 mv2 答案bc解析m和m碰撞时间极短 在极短的时间内弹簧形变极小 可忽略不计 因而m0在水平方向上没有受到外力作用 动量不变 速度不变 可以认为碰撞过程中m0没有参与 只涉及m和m 由于水平面光滑 弹簧形变极小 所以m和m组成的系统水平方向动量守恒 两者碰撞后可能具有共同速度 也可能分开 所以只有b c正确 二 单一方向动量守恒问题1 动量守恒定律的适用条件是普遍的 当系统所受的合外力不为零时 系统的总动量不守恒 但是不少情况下 合外力在某个方向上的分量却为零 那么在该方向上系统的动量分量就是守恒的 2 分析该方向上对应过程的初 末状态 确定初 末状态的动量 3 选取恰当的动量守恒的表达式列方程 例2 如图2所示 一辆砂车的总质量为m 静止于光滑的水平面上 一个质量为m的物体a以速度v落入砂车中 v与水平方向成 角 求物体落入砂车后砂车的速度v 图2 三 多物体 多过程动量守恒定律的应用对于由多个物体组成的系统 由于物体较多 作用过程较为复杂 这时往往要根据作用过程中的不同阶段 将系统内的物体按作用的关系分成几个小系统 对不同阶段 不同的小系统准确选取初 末状态 分别列动量守恒定律方程求解 例3 如图3所示 a b两个木块质量分别为2kg与0 9kg a b与水平地面间接触光滑 上表面粗糙 a b静止 质量为0 1kg的铁块以10m s的速度从a的左端向右滑动 最后铁块与b的共同速度大小为0 5m s 求 图3 1 a的最终速度 2 铁块刚滑上b时的速度 答案 1 0 25m s 2 2 75m s解析 1 选铁块和木块a b为一系统 由系统总动量守恒得 mv mb m vb mava可求得 va 0 25m s 2 设铁块刚滑上b时的速度为v 此时a b的速度均为va 0 25m s 由系统动量守恒得 mv mv ma mb va可求得 v 2 75m s 借题发挥处理多物体 多过程动量守恒应注意的问题 1 正方向的选取 2 研究对象的选取 是取哪几个物体为系统 3 研究过程的选取 应明确哪个过程中动量守恒 针对训练两辆质量相同的小车 置于光滑的水平面上 有一人静止站在a车上 两车静止 如图4所示 当这个人从a车跳到b车上 接着又从b车跳回a车并与a车保持相对静止 则a车的速率 图4a 等于零b 小于b车的速率c 大于b车的速率d 等于b车的速率答案b 四 动量守恒定律应用中的临界问题分析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 这个条件就是临界条件 临界条件往往表现为某个 或某些 物理量的特定取值 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 例4 如图5所示 甲 乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏 甲和他的冰车总质量共为m 30kg 乙和他的冰车总质量也是30kg 游戏时 甲推着一个质量为m 15kg的箱子和他一起以v0 2m s的速度滑行 乙以同样大小的速率迎面滑来 为了避免相撞 甲突然将箱子沿冰面推给乙 箱子滑到乙处 乙迅速抓住 若不计冰面摩擦 图5