高三物理复习课制作:刘季春涟源市立珊中学动量守恒定律相互作用的物体系统,若不受外力的作用,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。表达式:对于两个物体组成的系统,可表为:22112211vmvmvmvm总总pp动量守恒定律相互作用的物体系统,若不受外力的作用,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。表达式:对于两个物体组成的系统,可表为:22112211vmvmvmvm总总pp问题讨论课题小结方法讨论问题讨论1.导出动量守恒的表达式2.守恒条件问题(木块小车)3.守恒条件问题(摆球小车)4.同一直线上的运动实例(碰撞)5.同一直线上的运动实例(列车)6.同一直线上的运动实例(球下沉)7.同一直线上的运动实例(原子核)8.同一直线上的运动实例(射击)9.不同方向上的运动实例(碰撞)10.不同方向上的运动实例(球下滑)11.反冲运动(火箭)12.反冲运动(小船)试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒的表达式:系统是两个质点,相互作用的力是恒力,不受其它的力,沿直线运动。解:设m1和m2分别表示两物体的质量,F1和F2分别表示它们所受的作用力,a1和a2分别表示它们的加速度,t1和t1分别表示作用时间,v1和v2分别它们的初速度,v’1和v’2分别表示末速度。F1m1F2m2v1v2F1m1F2m2v’1v’2根据牛顿第二定律:222111,amFamF由加速度的定义:22211121,tvvtvvaa根据牛顿第三定律:2121,ttFF)(),(2222211111vvmtFvvmtF22112211vmvmvmvm(1)(2)(3)(4)(5)得得例1?讨论:由于系统中内力总是成对(作用与反作用)出现的,引起相互作用的两个部分的动量变化是大小相等、方向相反的,因而对系统的总动量(动量的矢量和)没有影响。内力对系统总动量为什么没有影响?问题:讨论:由于系统中内力总是成对(作用与反作用)出现的,引起相互作用的两个部分的动量变化是大小相等、方向相反的,因而对系统的总动量(动量的矢量和)没有影响。内力对系统总动量为什么没有影响?问题:0pppptFtF212121如图所示,A、B两木块的质量之比为3:2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩了的轻弹簧,A、B与平板车的上表面间的动摩擦因素相同,地面光滑。当弹簧突然释放后,A、B在小车上滑动时有:1)A、B系统动量守恒2)A、B、C系统动量守恒3)小车向左运动4)小车向右运动例2ABC如图所示,A、B两木块的质量之比为3:2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩了的轻弹簧,A、B与平板车的上表面间的动摩擦因素相同,地面光滑。当弹簧突然释放后,A、B在小车上滑动时有:1)A、B系统动量守恒2)A、B、C系统动量守恒3)小车向左运动4)小车向右运动例2ABC例3如图示,小车放在光滑的水平面上,将系绳子小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,在以后的过程中:1)小球向左摆动时,小车也向左摆动,且系统动量守恒。2)小球向左摆动时,小车也向右摆动,且系统动量守恒。3)小球向左摆动到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零。4)在任意时刻,小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反。0Mvmvx2x1mM例3如图示,小车放在光滑的水平面上,将系绳子小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,在以后的过程中:1)小球向左摆动时,小车也向左摆动,且系统动量守恒。2)小球向左摆动时,小车也向右摆动,且系统动量守恒。3)小球向左摆动到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零。4)在任意时刻,小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反。0Mvmvx2x1mM例4如图所示,车厢长度L,质量为M,静止于光滑水平面上,车厢内有一质量为m的物体以速度v向右运动,与车厢壁来回碰撞n次后,静止于车厢中,这时车厢的速度为:1、v,水平向右2、03、mv/(m+M),水平向右4、mv/(m-M),水平向右vvmMmv)(V,例4如图所示,车厢长度L,质量为M,静止于光滑水平面上,车厢内有一质量为m的物体以速度v向右运动,与车厢壁来回碰撞n次后,静止于车厢中,这时车厢的速度为:1、v,水平向右2、03、mv/(m+M),水平向右4、mv/(m-M),水平向右vvmMmv)(V,例5总质量为M的列车,在平直轨道上以速度v匀速行驶,尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩,设机车的牵引力恒定不变,阻力与质量成正比,则脱钩车厢停下时,列车前段的速度多大?v车厢脱钩前、后外力没有变化,外力之和为零,系统动量守恒:(取初速度方向为正向)vmMMv)(mMMvvv‘M-mmFFf1f2f1f2V=0例5总质量为M的列车,在平直轨道上以速度v匀速行驶,尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩,设机车的牵引力恒定不变,阻力与质量成正比,则脱钩车厢停下时,列车前段的速度多大?v车厢脱钩前、后外力没有变化,外力之和为零,系统动量守恒:(取初速度方向为正向)vmMMv)(mMMvvv‘M-mmFFf1f2f1f2V=0例6质量为M的金属球,和质量为m的木球用细线系在一起,以速度v在水中匀速下沉,某一时刻细线断了,则当木块停止下沉的时刻,铁块下沉的速率为多少?(水足够深,水的阻力不计)vv’vMmMvvMvmM)(系统外力之和总为零,系统动量守恒:(取初速度方向为正向)例6质量为M的金属球,和质量为m的木球用细线系在一起,以速度v在水中匀速下沉,某一时刻细线断了,则当木块停止下沉的时刻,铁块下沉的速率为多少?(水足够深,水的阻力不计)vv’vMmMvvMvmM)(系统外力之和总为零,系统动量守恒:(取初速度方向为正向)例7一个中子以2.0107m/s的速度撞到一个静止的原子核上,已知中子以1.7107m/s的速度被反弹回来,那个原子核以3.1107m/s的速度向前运动,求原子核的质量数。vmMv‘V系统动量守恒,取v的方向为正方向:smVsmvsmv/101.3,/107.1,/100.2777MVvmmvm121013107102mVvvmM67.)].(.[)(原子核的质量数为12。例7一个中子以2.0107m/s的速度撞到一个静止的原子核上,已知中子以1.7107m/s的速度被反弹回来,那个原子核以3.1107m/s的速度向前运动,求原子核的质量数。vmMv‘V系统动量守恒,取v的方向为正方向:smVsmvsmv/101.3,/107.1,/100.2777MVvmmvm121013107102mVvvmM67.)].(.[)(原子核的质量数为12。例8一颗质量为m、速度为v0的子弹竖直向上射穿质量为M的木块后继续上升,子弹上升的最大高度为H,木块上升的最大高度为多少?HhgHv21v0v’2v’1210vMvmmvgh2v2(1)(2)(3)2202gM2gH2vmh)(在子弹射穿木块的瞬间,重力«内力,可以近似为系统动量守恒:v’2v’1例8一颗质量为m、速度为v0的子弹竖直向上射穿质量为M的木块后继续上升,子弹上升的最大高度为H,木块上升的最大高度为多少?HhgHv21v0v’2v’1210vMvmmvgh2v2(1)(2)(3)2202gM2gH2vmh)(在子弹射穿木块的瞬间,重力«内力,可以近似为系统动量守恒:v’2v’1例9一辆质量为M的小车以速率v1在光滑的水平面上运动时,恰遇一质量为m,速率为v2物体以俯角60。的速度方向落在车上并陷于车里的砂中,求此后车的速度。60。v2v1v’系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒:(取v2方向为正向)vmMMvmv)(60cos21)(2221MmMvmvv例9一辆质量为M的小车以速率v1在光滑的水平面上运动时,恰遇一质量为m,速率为v2物体以俯角60。的速度方向落在车上并陷于车里的砂中,求此后车的速度。60。v2v1v’系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒:(取v2方向为正向)vmMMvmv)(60cos21)(2221MmMvmvv``````xL-x0txMtxLm)(一个质量为M,底面边长为b的三角形劈块静止光滑水平面上,有一质量为m的小球由斜面顶部无初速滑到底部的过程中,劈块移动的距离是多少?例10在任一时刻,系统水平方向动量守恒:(取水平向右为正)MmmLx``xL-x0txMtxLm)(一个质量为M,底面边长为b的三角形劈块静止光滑水平面上,有一质量为m的小球由斜面顶部无初速滑到底部的过程中,劈块移动的距离是多少?例10在任一时刻,系统水平方向动量守恒:(取水平向右为正)MmmLx例11火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体,喷出的气体相对于地面的速率v=1000m/s,设火箭的初质量M=300kg,初速度为零,发动机每秒喷气20次,在不考虑地球引力和空气阻力的情况下,火箭发动机一秒末的速度是多大?mmVv以火箭1秒内喷出的气体和箭体为系统的两个部分,1秒内共喷出20m气体,箭体质量为M-20m,系统动量守恒:(选箭体运动方向为正向)0vm20Vm20M)()()/(.sm513m20mMmv20V例11火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体,喷出的气体相对于地面的速率v=1000m/s,设火箭的初质量M=300kg,初速度为零,发动机每秒喷气20次,在不考虑地球引力和空气阻力的情况下,火箭发动机一秒末的速度是多大?mmVv以火箭1秒内喷出的气体和箭体为系统的两个部分,1秒内共喷出20m气体,箭体质量为M-20m,系统动量守恒:(选箭体运动方向为正向)0vm20Vm20M)()()/(.sm513m20mMmv20Vxv1L-xv20txMtxLm)(0Mvmv21长为L,质量为m1小船停在静水中,一个质量为m2人,立在船头,若不计水的阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人对地的位移各是多少?例12在任一时刻,系统总动量都满足:0vmvm2211取人运动的方向为正向:211mmLmxxv1L-xv20txMtxLm)(0Mvmv21长为L,质量为m1小船停在静水中,一个质量为m2人,立在船头,若不计水的阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人对地的位移各是多少?例12在任一时刻,系统总动量都满足:0vmvm2211取人运动的方向为正向:211mmLmx动量守恒定律的应用方法1、确定研究的系统对象。2、分析系统运动过程中的外力,判断系统动量是否守恒。3、分析确定各部分物体的始末状态的动量。4、选定正方向,列出动量守恒表达式,结合其它规律求解。动量守恒定律的应用方法1、确定研究的系统对象。2、分析系统运动过程中的外力,判断系统动量是否守恒。3、分析确定各部分物体的始末状态的动量。4、选定正方向,列出动量守恒表达式,结合其它规律求解。研究对象是一个系统,由两个或两个以上的物体共同组成的。*外力指系统以外的物体对系统内物体的作用力,内力则是系统内物体间的相互作用力。*总动量指系统内所有物体在某一瞬时的动量的矢量和。研究对象是一个系统,由两个或两个以上的物体共同组成的。*外力指系统以外的物体对系统内物体的作用力,内力则是系统内物体间的相互作用力。*总动量指系统内所有物体在某一瞬时的动量的矢量和。动量守恒条件1、系统不受外力或外力的矢量和为零。2、系统内力远大于外力,且作用时间极短,如爆炸、碰撞等过程可近似看着动量守恒。3、当系统在某个方向不受外力或外力之和为零,则该方向上动量守恒。注:动量守恒定律不仅用于宏观世界的运动,也适用于微观世界的运动。动量守恒条件1、系统不受外力或外力的矢量和为零。2、系统内力远大于外力,