3.动量守恒定律的应用.ppt

1、授课人:赵汝顺,动量守恒定律的应用 反冲运动,问题一：视频实验中，小车与地面间是否有摩擦力？这个力是外力还是内力？这个力与爆炸力相比如何?,问题二：以上系统动量是否守恒，如果守恒，守恒原理是什么？,问题三：上面的实验中物体的运动有哪些特点?,问题一：视频实验中，小车与地面间是否有摩擦力？这个力是外力还是内力？这个力与爆炸力相比如何?,有,外力,非常小,问题二：以上系统动量是否守恒，如果守恒，守恒原理是什么？,守恒,内力远大于外力,合作讨论一,（1）一个物体分成 部分。,（2）两个部分向 的方向运动。,（3）分裂时间极 ，作用力非常 。,两个,相反,短,大,问题三：上面的实验中，物体的运动有哪些

2、特点?,合作讨论二,(一) 定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动，另一部分向相反方向运动。这种现象叫做反冲运动。,（二）特点：,1.系统动量守恒,2.系统动能增加,一、反冲运动的定义和特点,二、动量守恒定律在反冲运动中的应用,例1 .反冲小车放在水平桌面上，点燃酒精，燃气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动如果小车的总质量是M3 kg，水平喷出的橡皮塞质量m0.1 kg. (1)若橡皮塞喷出时获得水平速度v2.9 m/s，求小车的反冲速度,解：对小车和橡皮塞组成的系统，在反冲过程中，所受外力远小于内力，动量近似守恒取橡皮塞运动方向为正， 由动量守恒定律得：mv

3、(Mm)v0,负号表示小车运动方向与橡皮塞运动方向相反。,(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，求小车的反冲速度？,解：对小车和橡皮塞组成的系统，在反冲过程中，水平方向所受外力远小于内力，水平方向动量近似守恒取橡皮塞运动方向为正，有： mvcos 60(Mm) v0,负号表示小车运动方向与橡皮塞运动方向相反,(3)若橡皮塞相对小车以大小为v2.7 m/s的水平速度喷出，求小车的反冲速度,解：对小车和橡皮塞组成的系统，在反冲过程中，动量近似守恒设小车的反冲速度为u，以此速度方向为正方向，由动量守恒定律得： (Mm)u+m(-v+u)0 解得:,例2. 火箭喷气发动机每次喷出质

4、量m0.2kg的气体，喷出的气体相对地面的速度v1000m/s，设火箭的初始质量M300kg，发动机每秒喷气20次，若不计地球对它的引力和空气阻力作用，求火箭发动机工作5s后火箭的速度达到多大？,解：以火箭(包括在5s内要喷出的气体)为系统，动量守恒，取火箭的运动方向为正， 由动量守恒定律得： 0= (Mm205)v(m205) v 解得：v71.4m/s,例3.静止在水面上的船长为L，质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时（不计水对船的阻力），人和船各移动了多大的距离？,解：对人船系统，所受合外力为零，动量守恒, 取人前进方向为正，由动量守恒定律得： 0 = mv- Mv

5、 由于人和船运动时间 t 相同，有： ms1=Ms2 又S1+S2 = L 解得：, 系统总动量为0, 系统任一时刻，均有：, 上式两端同乘以时间t：,mS1=MS2, 由于人相对船移动的距离为L:,S1+S2 = L, 人、船相对于地面移动的距离分别为:,“人船模型”分析思路 ：,所以即使人做变速运动，也有：,练习1. 如图所示，一个倾角为的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是：,C,1.适用条件：一个原来处于静止状态的系统，在系统内两物体发生相对运动过程中至少有一个

6、方向的动量守恒。 2.人与船的位移大小与人运动的时间和状态（匀速、加速、减速）无关。 3.在系统满足动量守恒的方向上，人、船位移大小与各自质量成反比。 4.人动船动，人停船停，人左船右。,“人船模型”规律总结：,一、反冲运动的定义和特点 二、动量守恒定律在反冲运动中的应用 （一）小车反冲 （二）火箭发射 （三）人船模型,四、课堂小结,三、应用动量守恒定律时的注意事项 (一）所研究的系统动量是否守恒。 (二）所研究的系统是否在某一方向上动量守恒。 (三）所研究的系统是否满足 的条件，从而可近似认为动量守恒。 (四）列动量守恒表达式时，所有的速度都是相对同一惯性参照系的。 (五）一般应先规定一个正方向，以此来确定各个速度的方向（即将一维矢量运算转化为代数运算）。,四、课