动量守恒定律在碰撞中的应用(几种常见模型分析)课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,动量守恒定律在碰撞中的应用,几种常见模型分析,.,动量守恒定律在碰撞中的应用几种常见模型分析.,1,一、几种常见的动量守恒模型：,1、碰撞类,2、子弹打木块类,3、人船模型类,4、弹簧类,.,一、几种常见的动量守恒模型：1、碰撞类2、子弹打木块类3、人,2,子弹打木块实际上是一种,完全非弹性碰撞,。作为一个典型，它的特点是：子弹以,水平速度,射向原来静止的木块，,并留在木块中跟木块共同运动,。,如图所示,质量为,m,的子弹以初速度,v,0,射向静止在光滑水平面上的质量为,M,的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为,d,.求木块与子弹相对静止时的速度，木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离,模型2：子弹打击木块,.,子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作为一个典型，,3,.,.,4,从能量角度分析：,损失的动能转化为内能,所以：,Q=f,阻力,d,相对,.,从能量角度分析：损失的动能转化为内能所以：Q=f阻力d相对.,5,练习：子弹以一定的初速度射入放在光滑水平面上的木块中，并共同运动下列说法中正确的是：( ),A、子弹克服阻力做的功等于木块动能的增加与摩,擦生的热的总和,B、木块对子弹做功的绝对值等于子弹对木块做的功,C、木块对子弹的冲量大小等于子弹对木块的冲量,D、系统损失的机械能等于子弹损失的动能和子弹,对木块所做的功的差,ACD,.,练习：子弹以一定的初速度射入放在光滑水平面上的木块中，并共同,6,1.,运动性质,：,子弹,对地在,滑动摩擦力,作用下匀减速直线运动；,木块,在,滑动摩擦力,作用下做匀加速运动。,2.,符合的规律,：子弹和木块组成的,系统动量守恒,，机械能不守恒。,3.,共性特征,：一物体在另一物体上，在恒定的阻力作用下相对运动，系统动量守恒，机械能不守恒，,E,K,=Q = f,滑,d,相对,总结：,子弹打木块的模型,.,1.运动性质：子弹对地在滑动摩擦力作用下匀减速直线运动；木块,7,如图所示，把质量m=20kg的物体以水平速度v,0,=5m/s抛上静止在水平地面的平板小车的左端。小车质量M=80kg，已知物体与平板间的动摩擦因数=0.8，小车与地面间的摩擦可忽略不计，g取10m/s,2,，求：（1）要物块不从小车上掉下，小车至少多长？（2）物体相对小车静止时，物体和小车相对地面的加速度各是多大？,v,0,类似题型,分析：,第一问,即是在它们有共同速度时的，发生的相对位移d必须得小于小车的长度,第二问：由动量守恒定律即可求得,.,如图所示，把质量m=20kg的物体以水平速度v,8,例：静止在水面上的小船长为L，质量为M，在船的最右端站有一质量为m的人，不计水的阻力，当人从最右端走到最左端的过程中，小船移动的距离是多大？,S,2,S,1,模型3：人船模型,.,例：静止在水面上的小船长为L，质量为M，在船的最右端站有一质,9,条件: 系统动量守衡且系统初动量为零,.,结论:,人船对地位移,为将二者相对位移按质量反比分配关系,处理方法: 利用系统动量守衡的瞬时性和物体间作用的,等时性,求解每个物体的对地位移.,m v,1,= M v,2,m v,1,t = M v,2,t,m s,1,= M s,2 -,s,1,+ s,2,= L -,S,2,S,1,m,M,.,条件: 系统动量守衡且系统初动量为零.结论:,10,练习： 质量为m的人站在质量为M，长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时，船左端离岸多远？,l,2,l,1,解：先画出示意图。人、船系统动量守恒，总动量始终为零，所以人、船动量大小始终相等。从图中可以看出，人、船的位移大小之和等于L。设人、船位移大小分别为,l,1,、,l,2,，则：mv,1,=Mv,2,，两边同乘时间,t,，m,l,1,=M,l,2,，,而,l,1,+,l,2,=L，,应该注意到,：此结论与人在船上行走的,速度大小无关,。不论是,匀速,行走还是,变速,行走，甚至,往返,行走，只要人最终到达船的左端，那么结论都是相同的。,.,练习： 质量为m的人站在质量为M，长为L的静止小船的右端，小,11,1、“人船模型”是,动量守恒定律,的拓展应用，它把,速度和质量的关系,推广到,质量和位移的关系,。,即：,m,1,v,1,=m,2,v,2,则：m,1,s,1,= m,2,s,2,2、,此结论与人在船上行走的,速度大小无关,。,不论,是,匀速,行走还是,变速,行走，甚至,往返行走,，只要人最终到达船的左端，那么,结论都是相同,的。,3、,人船模型的适用条件是：,两个物体组成的系统动量守恒,，系统的,合动量为零,。,总结：人船,模型,.,1、“人船模型”是动量守恒定律的拓展应用，它把速度和质量的关,12,练习：载人气球原静止在高度为H的高空，气球的质量为M，人的质量为m，现人要沿气球上的软绳梯滑至地面，则绳梯至少要多长？,H,S,H,类似题型,.,练习：载人气球原静止在高度为H的高空，气球的质量为M，人的质,13,v,v,（1）何时两物体相距最近，即,弹簧最短,思考,（2）何时两物体相距最近，即,弹簧最短,水平面光滑，弹簧开始时处于原长,N,G,F,弹,N,G,F,弹,两物体,速度相等,时,弹簧最短,，且损失的动能转化为弹性势能,两物体,速度相等,时,弹簧最长,，且损失的动能转化为弹性势能,模型4：弹簧模型,.,vv（1）何时两物体相距最近，即弹簧最短思考（2）何时两物体,14,弹簧弹力联系的“两体模型”,注意：,状态的把握,由于弹簧的,弹力随形变量变化,，所以弹簧弹力联系的“两体模型”一般都是作,加速度变化,的复杂运动，所以通常需要用“动量关系”和“能量关系”分析求解。复杂的运动过程不容易明确，,特殊的状态,必须把握：,弹簧最长（短）时两体的速度相同；弹簧自由时两体的速度最大（小）。,.,弹簧弹力联系的“两体模型” 注意：状态的把握.,15,练习：如图所示，质量为m的小物体B连着轻弹簧静止于光滑水平面上，质量为2m的小物体A以速度v,0,向右运动，则,当弹簧被压缩到最短时，弹性势能E,p,为多大？,V,0,B,A,.,练习：如图所示，质量为m的小物体B连着轻弹簧静止于光滑水平面,16,二、碰撞问题的典型应用总结,相互作用的两个物体在很多情况下，皆可当作,碰撞,处理，那么对相互作用中两个物体相距,恰“最近”、相距恰“最远”,或恰上升到“,最高点,”等一类临界问题，求解的关键都是“,速度相等,”。,.,二、碰撞问题的典型应用总结相互作用的两个物体在很多情况下，皆,17,（1）光滑水平面上的A物体以速度V,0,去撞击静止的B物体，A、B物体相距最近时，两物体,速度必相等,(此时弹簧最短，其压缩量最大)。,.,（1）光滑水平面上的A物体以速度V0去撞击静止的B物体,18,质量均为2kg的物体A、B，在B物体上固定一轻弹簧,则A以速度6m/s碰上弹簧并和速度为3m/s的B相碰,则碰撞中AB相距最近时AB的速度为多少?,弹簧获得的最大弹性势能为多少？,课堂练习,.,质量均为2kg的物体A、B，在B物体上固定一轻弹簧,则,19,（2）物体A以速度V,0,滑到静止在光滑水平面上的小车B上，当A在B上滑行的距离最远时，A、B相对静止， A、B两物体的,速度必相等,。,A,B,V,0,.,（2）物体A以速度V0滑到静止在光滑水平面上的小车B上，当A,20,质量为M的木板静止在光滑的水平面上，一质量为m的木块（可视为质点）以初速度V,0,向右滑上木板，木板与木块间的动摩擦因数为 ，求：木板的最大速度？,m,M,V,0,课堂练习,.,质量为M的木板静止在光滑的水平面上，一质量为m的木块（,21,（3）质量为M的滑块静止在光滑水平面 上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一质量为M的小球以速度V,0,向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时（即小球的竖直向上速度为零），两物体的,速度肯定相等,。,.,（3）质量为M的滑块静止在光滑水平面 上，滑块的光滑弧面,22,如图所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平桌面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为,m的小球以速度v,0,向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则小球到达最高点时，小球与滑块的速度各是多少？,课堂练习,.,如图所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平桌面上，滑块,23,