动量守恒定律的普适性1.ppt

16.3.动量守恒定律,复习：1、动量定理的内容物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，这就是动量定理。2、在第一节实验：探究碰撞中的不变量中，两个物体碰撞前后哪个物理量是不变的？,系统,内力,外力,系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个系统,内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力,外力：外部其他物体对系统的作用力,一、系统内力和外力,二、动量守恒定律,请设计模型用牛顿运动定律推导动量守恒定律,（1）,二、动量守恒定律1、内容一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律.,2、表达式：在一维情况下，对于由两个物体组成的系统，动量守恒定律的表达式为m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/2,具体表现为以下几种情况：,系统不受外力；（理想条件）,系统受到外力，但外力的合力为零；（实际条件),3、动量守恒的条件动量守恒定律成立的条件是：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零.,系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）,G,G,系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒.（单向条件）,在水平轨道上放置一门质量为M的炮车，发射炮弹的质量为m，当炮身与水平方向成角发射炮弹时，炮弹相对于炮身的出口速度为v0，炮车和炮弹组成的系统动量守恒吗？,思考与讨论,木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后，留要木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中，动量是否守恒？请说明理由。,思考与讨论,木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后，留要木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中，动量是否守恒？请说明理由。,外力,内力,思考与讨论,假如将墙和弹簧去掉，问木块、子弹所组成的系统动量是否守恒？请说明理由。,内力,外力,思考与讨论,思考与讨论,假如将墙去掉，而换作另一块木块，问两木块、弹簧和子弹组成的系统动量是否守恒？请说明理由。,思考与讨论,内力,外力,注意的问题:,1.确定研究对象(系统),区分内力和外力.从而判断所选择的系统动量是否守恒.2.在系统总动量一定(守恒)的情况下,系统中每个物体的动量可以发生很大的变化.,A、B两辆小车之间连接一根被压缩了的弹簧后用细线栓住，现烧断细线。,若地面光滑，则烧断细线后，系统动量是否守恒？,守恒,3.动量守恒定律是矢量表达式。高中阶段的动量守恒是在一条直线的，所以应特别注意系统内各物体动量(速度)的方向，选择其中一个方向为正方向(正值),则与正方向相反的为负方向(负值)。,应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法分析题意，确定研究对象；分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况，分清内力与外力,确定系统动量是否守恒；在确认动量守恒的前提下，确定所研究的相互作用过程的始末状态，规定正方向，确定始、末状态的动量值的表达式；列动量守恒方程；求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向.,代入数值，得v=0.9m/s即两车接合后以0.9m/s的速度沿着第一辆车原来运动的方向(向右)继续运动,解：取两辆货车在碰撞前运动方向为正方向，设两车接合后的速度为v，则两车碰撞前的总动量为m1v1，碰撞后的总动量为(m1+m2)v,由动量守恒定律可得：（m1+m2）v=m1v1,爆炸类问题,解：导弹炸裂前的总动量为pmv炸裂后的总动量为pm1v1+(mm1)v2根据动量守恒定律pp可得m1v1+(mm1)v2mv解出,例题2一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块（图16.36），其中质量为m1的一块沿着与相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。,注意矢量性:动量守恒方程是一个矢量方程。对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的正方向，凡是与选取正方向相同的动量为正，相反为负。若方向未知，可设为与正方向相同，列动量守恒方程，通过解得结果的正负，判定未知量的方向。,二、动量守恒定律的普适性,1、动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关。2、动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。3、动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。,动量守恒定律的普适性,小结,1、定律内容：一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。2、公式表达：m1v1+m2v2=m1v1+m2v23、适用条件：理想条件、实际条件、近似条件、单向条件4、应用动量守恒定律解题,小结,当系统受到的合外力不为零时，系统总动量不守恒，但系统在某一方向上不受外力或者所受外力之和为零时，则这个方向上的动量守恒，或者说总动量在该方向上的分量守恒,练习1：两个磁性很强的磁铁，分别固定在A、B两辆小车上，A车的总质量为4kg，B车的总质量为2kg。A、B两辆小车放在光滑的水平面上，它们相向运动，A车的速度是5m/s，方向水平向右；B车的速度是3m/s,方向水平向左。由于两车上同性磁极的相互排斥，某时刻B车向右以8m/s的水平速度运动，求此时A车的速度？,解：以水平向右方向为正方向（确定正方向）VA=5m/s,VB=-3m/s,VB=8m/s根据动量守恒定律：mAVA+mBVB=mAVA+mBVB解得：VA=-0.5m/s负号表示A车的速度方向水平向左,练习2,一辆平板车停止在光滑水平面上，车上一人用大锤敲打车的左端，如下图所示，在锤的连续敲打下，这辆平板车将（）A、左右来回运动B、向左运动C、向右运动D、静止不动,A,练习3：如图所示，在水平面上放置质量为M=800g的木块，一质量为m=50g的子弹以v0=170m/s的水平速度射入木块，最终与木块一起运动，若木块与地面间的动摩擦因数u=0.2，求木块在地面上滑行的距离。（g=10m/s）,解：子弹射入木块，由动量守恒定律得mvo=(M+m)v,(1)由（1）得设木块（含子弹）在地面上滑行L而止由动能定理：（2）由（2）得,作业,1、预习例2，注意公式的矢量性。2、完成课后练习2、3题,解:以v0在水平方向的分量为正方向,则炮弹对地的水平分速度为：vx=v0cos-v据水平方向动量守恒得：m(v0cos-v)-Mv=0解得：,小结:当系统受到的合外力不为零时，系统总动量不守恒，但系统在某一方向上不受外力或者所受外力之和为零时，则这个方向上的动量守恒，或者说总动量在该方向上的分量守恒,定律体验,质量为1kg的物体在距地面前