动量、动量守恒定律复习

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,*,选修,3-5,第一章,动量、动量守恒定律复习,1,、定义：,力,F,和力的作用时间,t,的乘积,Ft,叫做,力的冲量。,3,、,冲量是,量；方向是由,决定的，,如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方,向就跟力的方向相同。,2,、冲量的表达式：,I=,。,4,、,冲量的国际单位是,。,5,、,冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的积累的物理量，因此，力对物体有冲量作用必须具备力和该力作用下的时间两个条件。换句话说：只要有力并且作用一段时间，那么该力对物体就有冲量作用，可见，,冲量是过程量,。,一、冲量,Ft,牛,秒,（,Ns,）,矢,力的方向,二、动量,1,、什么是动量？,2,、动量用什么符号来表示？表达式是？,3,、动量是矢量还是标量？ ,4,、动量的单位是什么？ ,5,、动量是一个过程量还是状态量？ ,物体的质量和速度的乘积叫做动量。,动量用符号,P,表示，即,P =,mv,动量是一个状态量。,动量是一个矢量，方向和瞬时速度方向相同,动量的单位是千克,米,/,秒（,kgm/s,）,2,、公式：,三、动量定理,1,、内容：,物体所受,的冲量等于,物体的动量变化。,Ft =,mv-mv,3,、,是物体动量变化的原因。,合外力,或,I =,P,冲量,2,、公式：,四、动能定理,1,、内容：,对物体所做的功等于物体,动能的变化。,W,外,=,E,K2,E,K1,合外力,五、动量守恒定律,1,、内容：,相互作用的几个物体组成的系统，若它们所受合外力为零，则系统的总动量保持不变,。,2,、数学表达式：,3,、动量守恒定律的条件是什么？,（,1,）系统所受合外力为零。,（,2,）当内力远大于外力，作用时间极短时。,如碰撞、爆炸、反冲运动等。,（,3,）当某一方向合外力为零时，该方向的,动量守恒。,4,、动量守恒定律的研究对象是什么 ？,相互作用的物体组成的系统。,（两个或两个以上的物体）,六、能量守恒定律,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能由一种形式,转化,为另一种形式，或者从一个物体,转移,到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。,动量守恒定律的典型应用,几个模型：,（一）碰撞中动量守恒,（二）子弹打木块类的问题：,（三）,人船模型：,平均动量守恒,（四）反冲运动、,爆炸模型,解决碰撞问题须同时遵守的三个原则,:,一,.,系统动量守恒原则,三,.,物理情景可行性原则,例如：追赶碰撞：,碰撞前：,碰撞后：,在,前面,运动的物体的速度,一定不小于,在,后面,运动的物体的速度,二,.,能量不增加的原则,习题：,质量相等,的,A,、,B,两物块在光滑水平面上沿一直线向同一方向运动，,A,物块的动量为,P,A,9kg,m,s,，,B,物块的动量为,P,B,=,3kg,m,s,当,A,物块追上,B,物块,发生碰撞，则碰撞后,A,、,B,两物块的动量可能为,( ),A,B,C,D,子弹打木块模型,子弹打木块,题,1,设质量为,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,的木块并留在其中，设木块对子弹的阻力恒为,f,。,原型,:,问题,1,子弹、木块相对静止时的速度,v,问题,2,子弹在木块内运动的时间,问题,3,子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度,问题,4,系统损失的机械能、系统增加的内能,问题,5,要使子弹不穿出木块，木块至少多长？,（,v0,、,m,、,M,、,f,一定）,子弹打木块,问题,1,子弹、木块相对静止时的速度,v,解：从动量的角度看,以,m,和,M,组成的系统为研究对象,根,据动量守恒,子弹打木块,问题,2,子弹在木块内运动的时间,以子弹为研究对象,由牛顿运动定律和运动学公式可得,:,子弹打木块,问题,3,子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度,对子弹用动能定理：,对木块用动能定理：,、相减得：,故子弹打进木块的深度,:,子弹打木块,问题,4,系统损失的机械能、系统增加的内能,系统损失的机械能,系统增加的内能,因此：,子弹打木块,问题,5,要使子弹不穿出木块，木块至少多长？,（,v,0,、,m,、,M,、,f,一定）,子弹不穿出木块的长度：,将质量为,m = 2 kg,的物块,以水平速度,v,0,= 5m/s,射到静止在光滑水平面上的平板车上,小车的质量为,M = 8 kg,物块与小车间的摩擦因数, = 0.4 ,取,g = 10 m/s,2,.,(1),物块抛到小车上经过多少时间两者相对静止,?,(2),在此过程中物块相对于小车滑动的距离是多少,?,(3),整个过程中有多少机械能转化为内能,?,v,0,子弹打木变形,人船模型,如图所示，质量为,M,的小船长,L,，静止于水面，质量为,m,的人从船左端走到船右端，不计水对船的运动阻力，则这过程中船将移动多远？,M,L,m,适用条件：初状态时人和船都处于静止状态,解题方法：画出运动过程示意图，找出速度、位移 关系。,物理过程分析,S,1,S,2,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 -,习题：如图所示，质量为,M,，长为,L,的平板小车静止于光滑水平面上，质量为,m,的人从车左端走到车右端的过程中，车将后退多远？,M,L,m,变形：,如图所示，总质量为,M,的气球下端悬着质量为,m,的人而静止于高度为,h,的空中，欲使人能沿着绳安全着地，人下方的绳至少应为多长？,m,M,h,反冲模型,灌溉喷水器,反击式水轮机,步枪、火炮,喷气式飞机,、火箭,特点：,1. .,作用力：相互作用力。相互作用突然发生、作用力是变力、很大，内力远大于系统外力。动量守恒定律处理。,2.,时间：作用时间极短、,3.,爆炸过程：动能增加。有其他形式的能转化为动能。,4.,位移：作用前后位置视为不动。,爆炸模型,反冲例：,水平方向射击的大炮，炮身重,450 kg,，炮弹重为,5kg,，炮弹射击的速度是,450 m/s,，射击后炮身后退的距离是,45cm,，则炮受地面的平均阻力为多大？,内力远大于外力，动量守恒。,解析：炮弹射出前后水平方向动量守恒,0=mv,0,-MV, V=50m/s,对于炮身，动能定理,-FS=0-MV,2,/2,，,F=1.2510,5,N,2,向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好,沿水平方向,时，物体,炸裂成,a,、,b,两块,，若质量较大的,a,块的速度方向仍沿原来的方向，则,(,),A,b,的速度方向一定与原速度方向相反,B,从炸裂到落地的这段时间里，,a,飞行的水平距离一定比,b,的大,C,a,、,b,一定同时到达水平地面,D,在炸裂过程中，,a,、,b,受到的爆炸力的大小一定相等,分析：,1.,爆炸后,a,、,b,皆做平抛运动，高度同，落地时间同。,2.,爆炸过程，,ab,间的作用力，是相互作用力。等大，反向。,3.,平抛水平位移决定于爆炸后的获得的水平速度大小。,4.,爆炸后,机械能增加,，不能确定,ab,速度大小，方向。,MV,0,=m,a,v,a,+m,b,v,b,. V,b,=(MV,0,-m,a,v,a,)/m,b,.,MV,0,=m,a,v,a,则,v,b,=0; MV,0,m,a,v,a,则,v,b,0,方向不变，,MV,0,m,a,v,a,，则,v,b,0,与原方向反,CD,3,设,斜上抛物体,在通过轨迹的,最高位置,时，突然炸裂成质量不等的两块，已知其中一块沿原水平方向做平抛运动，则另一块的运动可能是,(,),A,反方向平抛运动,B,斜上抛运动,C,自由落体运动,D,原方向平抛运动,ACD,