学鲁科版选修35 1.2动量守恒定律 课件（3）（39张）.ppt

动量守恒定律 实践经验告诉我们 当大卡车与轿车以相同的速度行驶时 大卡车比轿车停下来更困难 同样 质量相同的两辆汽车以不同的速度行驶时 速度大的汽车比速度小的汽车停下来更困难 汽车的质量和速度都会影响刹车效果 物理学中用动量描述这一运动特性 一 动量 定义 运动物体的质量和速度的乘积 叫做物体的动量 用p表示 2 公式 p mv单位 在国际单位制中 动量的单位是千克 米 秒 符号是kg m s 3 矢量 方向与该时刻速度的方向相同 4 物理意义 描述物体运动状态的物理量 比速度更能体现运动物体的作用效果 一 动量 5 动量的变化 p 某个运动过程 或时间间隔 末状态的动量p 跟初状态的动量p 矢量 之差 称为动量的变化 或动量的增量 即 p p p一维情况下 可转化为代数运算 先选取正方向 6 动量与动能 1 两者都是描述物体运动状态的物理量 2 动量是矢量 动能是标量 一 动量 二 动量守恒定律 请观察 1 模拟火箭发射过程 视频 2 单摆小车 导入 问题1 假如你置身于一望无际的冰面上 冰面绝对光滑 你能想出脱身的办法吗 问题2 当两个物体相互作用时总动量会有什么变化呢 v1 v2 解 取向右为正方向 碰撞之前总动量 p p1 p2 m1 1 m2 2 碰撞之后总动量 p p 1 p 2 m1 1 m2 2 理论推导 f1 f2 即 故p p 在碰撞过程中 由牛顿第三定律知 又 1 内容 一个系统不受外力或者所受外力之和为零 这个系统的总动量保持不变 2 公式 3 守恒条件为 a 系统不受外力或所受合外力为零 严格条件 c 某方向上外力之和为零 在这个方向上成立 b f内远大于f外 近似条件 p p 二 动量守恒定律 几个重要的概念 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 系统内各个物体间的相互作用力称为内力 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 动量守恒定律 4 适用对象 a 正碰 斜碰和任何形式的相互作用 b 由两个或者多个物体组成的系统 c 高速运动或低速运动的物体 d 宏观物体或微观物体 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 思考分析 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 思考分析 实验 课堂练习 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 d 例题 课本 应用动量守恒定律解题的步骤 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 确定系统动量在研究过程中是否守恒 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 选定正方向 列动量守恒方程及相应辅助方程 求解作答 例题 课本 例题 质量为1000kg的轿车与质量为4000kg的货车迎面相撞 碰撞后两车绞在一起 并沿货车行驶方向运动一段路程后停止 从事故现场测出 两车相撞前 货车的行驶速度为54km h 撞后两车的共同速度为18km h 该段公路对轿车的限速为100km h 试判断轿车是否超速行驶 动量守恒定律 项目 公式 内容 应用对象 动量守恒条件 特点 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 系统 系统不受外力或合外力为零 或满足系统内力远大于所受外力 或某方向上外力之和为零 在这个方向上成立 动量是矢量 式中动量的确定一般取地球为参照物 且相对同一参照物 同时性 小结 课后作业 课本练习题 第 题 三 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 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 模拟火箭发射过程单摆小车反冲式水轮机蒸汽炮车 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 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 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 它是如何利用反冲运动发电的呢 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 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 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 两个物体在极短时间内发生相互作用 这种情况称为碰撞 由于作用时间极短 一般都满足内力远大于外力 所以可以认为系统的动量守恒 动量守恒的应用之碰撞 生活中的各种碰撞现象 打台球 撞车 生活中的各种碰撞现象 飞鸟撞飞机 生活中的各种碰撞现象 碰撞的形式 1 正碰 碰撞时速度沿着连心线方向 2 斜碰 碰撞前的相对速度方向不在两球的连心线上 碰撞又分 完全 弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞三种 动量守恒的应用之碰撞 非弹性碰撞 碰撞过程中物体发生形变 还会发热 发声 有动能损