2012高二物理课件 16.3 动量守恒定律 (人教版选修3-5)

第三节动量守恒定律课前自主学案动量守恒定律—定律推导动量守恒定律—定律推导设在光滑水平面上做匀速运动的两个小球A和B，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2（v1v2），经过一段时间后，两个发生碰撞，碰撞过程相互作用时间为t，碰撞后的速度分别是V1/和v2/。（1）AB两个小球在碰撞过程中所受的平均作用力F1与F2有什么关系？（2）在两个小球的总动量分别是多少？（3）写出碰撞过程中小球各自所受到的外力的冲量和每个小球的动量的变化？碰撞前后动量守恒定律—定律推导答：两个小球在碰撞过程中所受到平均作用力F1与F2是相互作用力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在两个物体上。（1）AB两个小球在碰撞过程中所受的平均作用力F1与F2有什么关系？动量守恒定律—定律推导（2）在碰撞前后两个小球的总动量分别是多少？动量守恒定律—定律推导（3）设碰撞过程中A球和B球所受的平均作用力分别是F1与F2和，力的作用时间是t．根据动量定理，得A小球受到的冲量是：B小球受到的冲量是：F1与F2是相互作用力，大小相等，方向相反。动量守恒定律也可以用牛顿第二定律和牛顿第三定律推导。见教材13页动量守恒定律—定律内容一个系统不受外力或所受外力之和为0，系统总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。定律内容动量守恒定律—定律内容常用表达式①②动量守恒定律的理解：1、研究对象是两个物体或两个以上物体组成的系统3、合力指单个物体所受各个力的矢量和，合外力指物体系所受各个力的矢量和。2、内力指系统内各物体间的相互作用，外力指系统以外的物体给系统的力。4、在总动量不变的情况下，每个物体的动量可以发生很大的变化。5、动量守恒定律的表达式是矢量表达式，列式前先规定正方向6.动量守恒定律的条件①系统不受外力作用，这是一种理想化的情形。②系统受外力作用，但所受外力的和——即合外力为零：像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形，两物体所受的重力和支持力的合力为零.③系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒.如爆炸问题④系统受外力作用，所受的合外力不为零，即F合≠0，但在某一方向上合外力为零(Fx=0或Fy=0)，则系统在该方向上动量守恒.请看教材14页的例题①确定所研究的物体系及哪一个物理过程；⑤解方程，统一单位，求解，必要时验算、讨论。③对系统动量分析，确定其初、末态的动量②受力分析（系统、内力、外力）、判定系统是否动量守恒；④建立坐标，根据动量守恒定律建方程；应用动量守恒定律解题步骤：一、选择题1.把一支枪水平地固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，下列关于枪、子弹和车的说法中正确的是()A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.若子弹和枪筒之间的摩擦忽略不计，枪、车和子弹组成系统的动量才近似守恒D.枪、子弹和车组成的系统动量守恒D2.(2010·华安高二检测)小车静止在光滑的水平面上，A、B二人分别站在车的左、右两端，A、B二人同时相向运动，此时小车向左运动，下述情况可能正确的是()A.A、B质量相等，速率相等B.A、B质量相等，A的速率小C.A、B速率相等，A的质量大D.A、B速率相等，A的质量小【解析】选C.根据动量守恒，原来人、车的总动量为零，二人相向运动时，小车的动量向左，A、B二人的总动量必然向右，故站在左端的A向右的动量要大于站在右端的B向左的动量，故选项C正确.3.汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变，则脱钩后，在拖车停止运动前()A.汽车和拖车的总动量保持不变B.汽车和拖车的总动能保持不变C.汽车和拖车的总动量增加D.汽车和拖车的总动能减小A4.下列关于动量和动量守恒的说法，正确的是()A.质量大的物体动量就大B.物体的动量相同，说明物体的质量和速度的乘积相等，反之亦然C.物体的运动状态发生了变化，其动量一定发生变化D.系统动量守恒，动能不一定守恒，某一方向上动量守恒，系统整体动量不一定守恒D二、非选择题5.如图所示，质量为3.0kg的小车在光滑水平轨道上以2.0m/s速度向右运动.一股水流以2.4m/s的水平速度自右向左射向小车后壁，已知水流流量为5.0×10-5m3/s，射到车壁的水全部流入车厢内.则经过t=_______s时间小车就开始反向运动.(水的密度为1.0×103kg/m3)【解析】由题意知，小车质量m=3.0kg，速度v1=2.0m/s；水流速度v2=2.4m/s，水流流量Q=5.0×10-5m3/s，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，设经t时间，流入车内的水的质量为M，此时车开始反向运动，车和水流在水平方向不受外力作用，动量守恒，所以有：mv1－Mv2=0又因为：M=ρV,V=Qt由以上各式代入数据解得t=50s答案：506.一炮弹在水平飞行时，其动能为Ek0=800J，某时刻它炸裂成质量相等的两块，其中一块的动能为Ek1=625J，求另一块的动能Ek2.【解析】以炮弹爆炸前的飞行方向为正方向，并考虑到动能为625J的一块的速度可能为正也可能为负,由动量守恒定律:p＝p1＋p2又因为：所以：故：解得：Ek2=225J或4225J答案：225J或4225J.k0p2mEk0k1k2mm2mE2E2E22k0k1k22EEE小结：定律内容一个系统不受外力或所受外力之和为0，系统总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。动量守恒定律的条件①系统不受外力作用。②系统受外力作用，但所受外力的和——即合外力为零。③系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力④系统受外力作用，所受的合外力不为零，即F合≠0，但在某一方向上合外力为零。动量守恒定律的理解：1、研究对象是两个物体或两个以上物体组成的系统3、合力指单个物体所受各个力的矢量和，合外力指物体系所受各个力的矢量和。2、内力指系统内各物体间的相互作用，外力指系统以外的物体给系统的力。4、在总动量不变的情况下，每个物体的动量可以发生很大的变化。5、动量守恒定律的表达式是矢量表达式，列式前先规定正方向