选修3-5第一章第3节动量守恒定律的应用

1、南溪一中南溪一中 粟小红粟小红2012016 6年年1212月月1212日日选修选修3-5 3-5 第一章第三节第一章第三节动量守恒定律的应用动量守恒定律的应用1 1初步掌握应用动量守恒定律分析和解决一些具体初步掌握应用动量守恒定律分析和解决一些具体问题的方法；问题的方法；2 2学会一维碰撞问题的定量分析方法；学会一维碰撞问题的定量分析方法；3 3了解中子发现的历史背景及其与动量守恒定律的了解中子发现的历史背景及其与动量守恒定律的关系；关系；4.4.了解反冲现象所遵守的力学规律及火箭发射的大了解反冲现象所遵守的力学规律及火箭发射的大致情况致情况 ；课标定位课标定位学习目标学习目标重点难点重点难

2、点1 1掌握应用动量守恒定律分析和解决一些具体问掌握应用动量守恒定律分析和解决一些具体问题的方法；题的方法；2 2学会一维碰撞问题的定量分析方法；学会一维碰撞问题的定量分析方法；3 3培养学生应用物理规律解决问题的能力；培养学生应用物理规律解决问题的能力；m1v1m2v2 课前自主学案课前自主学案m1v1m2v2 内能内能 Ek初初Ek末末 最多最多 守恒守恒 不增加不增加 大于或等于大于或等于 三、反冲三、反冲1 1定义：如果一个静止的物体在定义：如果一个静止的物体在_的作用下的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向然向_的方向

3、运动，这个现象叫做反冲。的方向运动，这个现象叫做反冲。2 2反冲运动的特点及遵循的规律反冲运动的特点及遵循的规律(1)(1)特点：物体间作用力与反作用力产生的效果。特点：物体间作用力与反作用力产生的效果。(2)(2)遵循的规律：反冲运动是内力作用的结果，虽遵循的规律：反冲运动是内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远大于外力，所以可以认为系统的总动量是守恒的。大于外力，所以可以认为系统的总动量是守恒的。内力内力相反相反3 3注意的问题注意的问题(1)(1)速度的反向性：原来静止的整体，抛出速度的反向性：原来静止的整体，抛出部

4、分具有速度时，剩余部分反冲速度的方向与部分具有速度时，剩余部分反冲速度的方向与抛出部分抛出部分_。(2)(2)速度的相对性：一般指对地速度。速度的相对性：一般指对地速度。四、火箭四、火箭1 1工作原理工作原理：利用：利用_运动，火箭燃运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从料燃烧产生的高温、高压燃气从_喷管喷管迅速喷出，使火箭获得迅速喷出，使火箭获得_的速度。的速度。相反相反反冲反冲尾部尾部向前向前2 2火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由_和和 _(_(火箭起飞时的质量火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比与火箭除燃料外的箭体质量之比) )两个因素决两个

5、因素决定。定。3 3火箭喷气属于火箭喷气属于_类问题，是类问题，是_的重要应用。在火箭运动的过程的重要应用。在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本身和在小，对于这一类的问题，可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题。动量守恒的观点解决问题。喷气速度喷气速度质量比质量比反冲反冲动量守恒定律动量守恒定律核心要点突破核心要点突破对点训练对点训练1 1如图如

6、图1 13 31 1所示，两滑块所示，两滑块A A、B B在光滑水平在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块面上沿同一直线相向运动，滑块A A的质量为的质量为m m，速度，速度大小为大小为2 2v v0 0，方向向右，滑块，方向向右，滑块B B的质量为的质量为2 2m m，速度大，速度大小为小为v v0 0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是状态是_。图图131AA和和B都向左运动都向左运动BA和和B都向右运动都向右运动CA静止，静止，B向右运动向右运动 DA向左运动，向左运动，B向右运动向右运动解析：解析：选向右为正方向，则选向右为正方向，则A的动

7、量的动量pAm2v02mv0；B的动量的动量pB2mv0。碰前。碰前A、B的动量之和为零，根据动量守恒，碰后的动量之和为零，根据动量守恒，碰后A、B的的动量之和也应为零，可知四个选项中只有选项动量之和也应为零，可知四个选项中只有选项D符合题意。符合题意。答案：答案：D二、对反冲运动的进一步理解二、对反冲运动的进一步理解1 1反冲运动的特点反冲运动的特点(1)(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。向运动。(2)(2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加。为机械能，所以系统的总动能增加。2 2

8、反冲现象的应用及防止反冲现象的应用及防止(1)(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转。冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转。(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。在肩部，以减少反冲的影响。3讨论反冲运动应注意的问题讨论反冲运动应注意的问题(1)以下三种情况均可用动量守恒定律解决反以下三种情况均可用动量守恒定律解决反冲运动问题：冲运动问题：系统不受外力或所受外力之和为零，满足动

9、系统不受外力或所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题。动问题。系统虽然受到外力作用，但内力远远大系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力可以忽略，也可以用动量守恒定于外力，外力可以忽略，也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题。律解决反冲运动问题。系统虽然所受外力之和不为零，系统的系统虽然所受外力之和不为零，系统的动量并不守恒，但系统在某一方向上不受外力动量并不守恒，但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力之和为零，则系统的或外力在该方向上的分力之和为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变，可以用该方动量在

10、该方向上的分量保持不变，可以用该方向上的动量。向上的动量。(2)(2)相对速度问题：在讨论反冲运动时，有时相对速度问题：在讨论反冲运动时，有时给出的速度是相互作用的两物体的相对速度。由给出的速度是相互作用的两物体的相对速度。由于动量守恒定律中要求速度为对同一参考系的速于动量守恒定律中要求速度为对同一参考系的速度度( (通常为对地的速度通常为对地的速度) )，应先将相对速度转换成，应先将相对速度转换成对地的速度后，再列动量守恒定律方程。对地的速度后，再列动量守恒定律方程。(3)(3)变质量问题：在讨论反冲运动时，还常遇变质量问题：在讨论反冲运动时，还常遇到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，

11、到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究。为研究过程来进行研究。 特别提醒特别提醒 (1)(1)内力的存在不会影响系统的动量守恒。内力的存在不会影响系统的动量守恒。(2)(2)内力做的功往往会改变系统的总动能。内力做的功往往会改变系统的总动能。对点训练对点训练2 2下列属于反冲运动的是下列属于反冲运动的是A A喷气式飞机的运

12、动喷气式飞机的运动B B直升机的运动直升机的运动C C火箭的运动火箭的运动 D D反击式水轮机的运动反击式水轮机的运动解析解析: :选项选项A A、C C、D D中中，三者都是自身的一部分，三者都是自身的一部分向一方向运动，而剩余部分向反方向运动，而直升向一方向运动，而剩余部分向反方向运动，而直升机是靠外界空气的反作用力作为动力，所以机是靠外界空气的反作用力作为动力，所以A A、C C、D D对，对，B B错。错。答案答案: :ACDACD课堂互动讲练课堂互动讲练碰撞问题的分析判断碰撞问题的分析判断图图1321 1如图如图1 13 33 3所示，在光滑水平面的左所示，在光滑水平面的左侧固定一竖

13、直挡板，侧固定一竖直挡板，A A球在水平面上静止放置，球在水平面上静止放置，B B球向左运动与球向左运动与A A球发生正碰，球发生正碰，B B球碰撞前、后的球碰撞前、后的速率之比为速率之比为3131，A A球垂直撞向挡板，碰后原速球垂直撞向挡板，碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞，率返回。两球刚好不发生第二次碰撞，A A、B B两两球的质量之比为球的质量之比为_，A A、B B两球碰撞前、两球碰撞前、后的总动能之比为后的总动能之比为_。图图133即学即练即学即练答案：答案：4 19 5一火箭喷气发动机每次喷出一火箭喷气发动机每次喷出m200 g的气体，的气体，气体离开发动机喷出时的速度气

14、体离开发动机喷出时的速度v1 000 m/s(相对相对地面地面)，设火箭质量，设火箭质量M300 kg。求当第三次气体。求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？喷出后，火箭的速度多大？“反冲反冲”问题的分析问题的分析思路引导思路引导(1)选地面为参考系。选地面为参考系。(2)火箭发动机与喷出的气体组成的系统动量守恒。火箭发动机与喷出的气体组成的系统动量守恒。(3)注意动量的方向。注意动量的方向。【答案答案】：2 m/s 剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的的，两者运动方向必然相反，做数值计算，两者运动方向必然相反，做数值计算时，可任意规定某一部分的运动方向为正方

15、时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则另一部分的速度应取负值，列关系式向，则另一部分的速度应取负值，列关系式时，也可把负号包含在相关字母中。时，也可把负号包含在相关字母中。 总结与拓展总结与拓展 即学即练2“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露有一个质量为情的流露有一个质量为3m的爆竹斜向上抛的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为块质量为2m

16、，速度大小为，速度大小为v，方向水平向东，方向水平向东，则另一块的速度是则另一块的速度是A3v0vB2v03vC3v02v D2v0v解析：解析：设向东为正方向，设向东为正方向，在最高在最高点由水平方向动量守恒得：点由水平方向动量守恒得：3mv02mvmv，则，则v3v02v，C正确。正确。答案：答案：C 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长窄又长(估计重一吨左右估计重一吨左右)，一位同学想用一个卷，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上将船平行码头

17、自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而且轻轻下船，用卷尺测船，走到船头后停下，而且轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长，然后用卷尺测出船长L，已知，已知他身体的质量为他身体的质量为m，则小船的质量为多少？，则小船的质量为多少？“人船模型人船模型”问题的分析问题的分析总结与拓展总结与拓展(1)“人船模型人船模型”问题中，问题中，两物两物体的运动特点是：体的运动特点是：“人人”走走“船船”行，行，“人人”停停“船船”停。停。(2)问题中的问题中的“船长船长”通常理解为通常理解为“人人”相对相对“船船”的位移。而在求解过程中应讨论的是的位移。而在求解过程中

18、应讨论的是“人人”及及“船船”相对地的位移，即相对于同一参相对地的位移，即相对于同一参照物的位移。照物的位移。 3.3.质量为质量为M M的热气球吊筐中有一质量为的热气球吊筐中有一质量为m m的人，的人，共同静止在距地面为共同静止在距地面为h h的高空中。现从气球上放下一的高空中。现从气球上放下一根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少有多长？面，则软绳至少有多长？解析解析如图所示，如图所示，设绳长为设绳长为L L，人沿软绳滑至地，人沿软绳滑至地面的时间为面的时间为t t，由图可知，由图可知，L Lx x人人x x球球。设人下滑的。

19、设人下滑的平均速度为平均速度为v v人人，气球上升的平均速度为，气球上升的平均速度为v v球球，由动量，由动量守恒定律得：守恒定律得：即学即练1a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前发生正碰，作用前a球动量球动量pa30 kgm/s，b球动球动量量pb0，碰撞过程中，碰撞过程中，a球的动量减少了球的动量减少了20 kgm/s，则作用后，则作用后b球的动量为球的动量为A20 kgm/sB10 kgm/sC20 kgm/s D30 kgm/s综合训练综合训练能力提升能力提升随堂演练随堂演练 解析：解析：碰撞过程中，碰撞过程中，a球的动量减少了球的动量减少了20 kgm/s，故此时，故此时a球的动量是球的动量是10 kgm/s