高二物理选修35同步课件第16章163动量守恒定律共32.pptx

第十六章动量守恒定律,3动量守恒定律,1相互作用的两个或多个物体组成的整体叫系统，系统内部物体间的力叫内力.2系统以外的物体施加的力，叫外力.3如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变.,学习目标,1、你站在车里推车，车会不会动？,情境一,2、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？,情境二,系统：有相互作用的物体构成一个系统,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,f1,f,f1,F1,F2,m1,m2,理论推理,在光滑水平面上做匀速运动的A、B两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1、v2，且v1v2，经过一段时间后，A追上了B，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别为v1和v2.,v1,v2,m2,m1,前,v1,v2,m2,m1,后,A,B,A,B,(v1v2),解：取向右为正方向,碰撞之前总动量：,p=p1+p2=m1v1+m2v2,碰撞之后总动量:,p=p1+p2=m1v1+m2v2,v1,v2,m2,m1,前,v1,v2,m2,m1,后,F1=F2,在碰撞过程中，由牛顿第三定律知：,A,B,B,B,A,A,v1,v2,F1,F2,v1,v2,m1a1=-m2a2,故p=p,即：,A,B,B,B,A,A,v1,v2,F1,F2,v1,v2,1.内容：一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变.,2.公式：,3.守恒条件为：,系统不受外力或所受外力的矢量和为零（严格条件）,某方向上外力的矢量和为零，在这个方向上成立.,F内远大于F外（近似条件）,p=p,动量守恒定律：,4.适用对象：,（1）正碰、斜碰和任何形式的相互作用,（2）由两个或者多个物体组成的系统,（3）高速运动或低速运动的物体,（4）宏观物体或微观物体,动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域.,5动量守恒定律的常用表达式（1）pp或m1v1m2v2m1v1m2v2(系统作用前的总动量等于作用后的总动量)（2）p1p2或m1v1m2v2(系统内一个物体的动量变化与另一物体的动量变化等大反向)（3）p0(系统总动量的变化量为零),6动量守恒定律的“五性”（1）矢量性：定律的表达式是一个矢量式，其矢量性表现在：系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等，而且方向也相同在求初、末状态系统的总动量pp1p2和pp1p2时，要按矢量运算法则计算如果各物体动量的方向在同一直线上，要选取一正方向，将矢量运算转化为代数运算计算时切不可丢掉表示方向的正、负号,(2)相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量，必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为对地的速度(3)条件性：动量守恒定律是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件系统不受外力或所受外力的矢量和为零，系统的动量守恒系统受外力，但在某一方向上合外力为零，则系统在这一方向上动量守恒,系统受外力，但内力远大于外力，也可认为系统的动量守恒，如碰撞、爆炸等系统受外力，但在某一方向上内力远大于外力，也可认为在这一方向上系统的动量守恒(4)同时性：动量守恒定律中p1，p2，必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1，p2，必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量,(5)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统,也适用于多个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统7应用动量守恒定律的解题步骤(1)确定相互作用的系统为研究对象(2)分析研究对象所受的外力(3)判断系统是否符合动量守恒条件(4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号(5)根据动量守恒定律列式求解,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.,典例1：如图所示，木板A质量mA1kg，足够长的木板B质量mB4kg，质量为mC1kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦，开始时B、C均静止，现使A以v012m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s速度弹回.求：（1）运动过程中的最大速度大小.（2）C运动过程中的最大速度大小.,【解析】（1）A与B碰后瞬间，C的运动状态未变，B速度最大.由A、B系统动量守恒(取向右为正方向)有：mAv00mAvAmBvB代入数据得：vB4m/s.(2)B与C相互作用使B减速、C加速，由于B板足够长，所以B和C能达到相同速度，二者共速后，C速度最大，由B、C系统动量守恒，有mBvB0(mBmC)vC代入数据得：vC3.2m/s,【答案】（1）4m/s（2）3.2m/s,典型2：如图所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的质量共为M30kg,乙和他的冰车总质量也是30kg,游戏时,甲推着一个质量为m15kg的箱子,和他一起以大小为v02.0m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度（相对于地面）将箱子推出,才能避免与乙相撞.,提示本题从动量守恒定律的应用角度看并不难，但需对两个物体的运动关系分析清楚(乙和箱子、甲的运动关系如何，才能不相撞).这就需要我们要将“不相撞”的实际要求转化为物理条件，即：甲、乙可以同方向运动，但只要乙的速度不小于甲的速度，就不可能相撞.,【解析】如图所示，在甲推出箱子的过程中，甲和箱子组成的系统动量守恒.乙接到箱子并和乙一起运动的过程中，乙和箱子组成的系统动量也是守恒的，分别选甲、箱子为研究对象，箱子、乙为研究对象求解。要想刚好避免相撞，要求乙抓住箱子后与甲的速度正好相等.设甲推出箱子后的速度为v1，箱子的速度为v，乙抓住箱子后的速度v2.,对甲和箱子，推箱子前后动量守恒，以初速度方向为正，由动量守恒定律：(Mm)v0mvMv1对乙和箱子，抓住箱子前后动量守恒，以箱子初速方向为正，由动量守恒定律有：mvMv0(mM)v2刚好不相撞的条件是：v1v2联立解得：v5.2m/s，方向与甲和箱子初速的方向一致.,【答案】5.2m/s，方向与甲的初速度方向相同,课堂练习,1.一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,2(多选)两位同学穿旱冰鞋，面对面站立不动，互推后向相反的方向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的是（）A互推后两位同学总动量增加B互推后两位同学动量大小相等，方向相反C分离时质量大的同学的速度大一些D分离时质量大的同学的速度小一些,解析：互推后两位同学动量大小相等，方向相反，并且两位同学的总动量为0，故A错误，B正确；根据动量守恒定律有：0m1v1m2v2，则分离时质量大的同学的速度小一些，故C错误，D正确.,答案：BD,3.甲、乙两船静止在湖面上，总质量分别是m1、m2，两船相距x，甲船上的人通过绳子用力F拉乙船，若水对两船的阻力大小均为Ff，且FfF，则在两船相向运动的过程中（）A甲船的动量守恒B乙船的动量守恒C甲、乙两船的总动量守恒D甲、乙两船的总动量不守恒,解析：两船竖直方向上所受的重力和浮力平衡，合力为零.水平方向上，由于FfF，所以两船均做加速运动，动量增加，动量均不守恒，故A、B错误；对于两船组成的系统，