高中物理动量守恒定律第二节课件人教版选修3.ppt

动量守恒定律 滑冰场上原来静止的两个人 无论谁推谁一下 两人就会向相反的方向运动起来 他们的动量都发生了变化 想一想 相互作用后这两个人的动量之间有什么关系 推导 设想光滑水平面上 质量为m1 m2两个小球 沿同一方向分别以v1 v2速度作匀速直线运动 且v1 v2 经过一段时间后 第二个球追上第一个球发生碰撞 碰撞后 两球速度变为v1 和v2 仍在原来直线上运动 试分析碰撞中 两球动量变化有什么关系 隔离法 1 对两个球碰撞的时候受力分析 2 如果碰撞时间为t 那么一球和二球的动量变化是多少呢 以向左为正方向 对一球 对二球 由牛三定律 f1和f2大小相等 由上面三个式子可以得到 a式 b式 可以看到两球碰撞 它们动量变化大小相等 碰撞时 两球组成的系统的总动量不发生变化 动量守恒定律数学表达式 作用前系统的总动量等于作用后系统的总动量 思考 上面这个是动量守恒的数学表达式 但系统的动量守恒需要什么条件吗 动量守恒定律 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 注意事项 1 系统不受外力 或者内力远大与外力 如碰撞 2 矢量性 选取统一的正方向 3 相对性 必须都是相对于同一个参考系4 有时候系统不守恒但某个方向上守恒 如敲击小车 发射炮弹 应用动量守恒定律解题的步骤 一般步骤 1 分析题意 明确研究对象 2 受力分析 判断是否动量守恒 3 规定正方向 确定始 末状态 4 列方程求解 例一 光滑水平面上 质量为m的小球a以速率v运动时 和静止的小球b发生碰撞 碰后a球的速率变为v 2 已知b球的质量为3m 求b球的速度 例二 一辆列车总质量为m 在平直的水平轨道上以速度v匀速行驶 突然最后一节质量为m的车厢脱钩 假设列车所受到的阻力和车的重量成正比 机车牵引力不变 当脱钩的车厢刚好停止运动时 前面的的列车的速度为多大 例三 水平轨道上静放有一炮身质量为m的大炮 大炮与水平方向成 角 相对于地面以出口速度v0射出一发质量为m的炮弹 不计大炮和轨道之间的摩擦 试求炮身后退的速度 注 有时物体的合外力不为零 动量不守恒 但是在某一个方向上合外力为零 在该方向上仍然可以使用动量守恒定律解决问题 注意动量守恒定律中的速度要相对同一参考系 学生练习 一质量为1kg的炮弹 以800j的动能沿水平方向飞行时 突然爆炸 分裂为质量相等的两块 前一块仍沿原水平方向飞行 动能为625j 则后一块的动能为多少 例四 如图 在光滑水平面上 有质量分别为3m和m的a b两物体 a与轻弹簧的一端相连 弹簧另一端自由 b以速度v0向左运动 则运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少 例5 甲乙两船自身质量为120kg 都静止在静水中 当一个质量为30kg的小孩以相对于地面6m s的水平速度从甲船跳上乙船时 不计阻力 甲 乙两船速度大小之比 v甲 v乙 动量守恒定律是自然界最重要的最普遍的规律之一 它不仅适用于宏观系统 也适用于微观系统 不仅适用于低速运动 也适用于高速运动 还适用于由任意多个物体组成的系统 以及各种性质的力之间 这一定律已成为人们认识自然 改造自然的重要工具 从科学实践的角度来看 迄今为止 人们尚未发现动量守恒定律有任何例外 相反 每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时 物理学家们就会提出新的假设来补救 最后总是以有新的发现而胜利告终 如静止的原子核发生 衰变放出电子时 按动量守恒 反冲核应该沿电子的反方向运动 但云室照片显示 两者径迹不在一条直线上 为解释这一反常现象 1930年泡利提出了中微子