3.动量守恒定律的应用

,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,3,5,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,3,5,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,3,5,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,3,5,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,3,5,第十六章 动量守恒定律,人教物理选修,3,5,选修,3-5,第一章,第,3,节 动量守恒定律的应用,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,学习目标定位,1.,能够区分系统、内力和外力。,2.,能够自行推导动量守恒定律的表达式。,4.,了解动量守恒定律的普适性和牛顿运动定律适用范围的局限性。,3.,理解动量守恒定律，练习用动量守恒定律解决实际问题。,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,A,B,m,2,m,1,m,2,m,1,系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个系统,内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力,外力：外部其他物体对系统的作用力,N,1,G,1,N,2,G,2,F,1,F,2,系统,内力,外力,问题,1,：,如何理解,系统,内力和,外力，,举例说明？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,A,B,m,2,m,1,m,2,m,1,m,2,m,1,A,B,光滑,F,1,F,2,问题,2,：,试用牛顿运动定律推导两物体碰撞前后的总动量的关系,？,你还有其他的推导方法吗？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,A,B,m,2,m,1,m,2,m,1,m,2,m,1,A,B,光滑,F,1,F,2,问题,2,：,试用动量定理推导,两物体碰撞前后的总动量的关系,？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,问题,3,：,观看视频，你有何感想？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为,0,，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。,1,、,内容,2,、,表达式,3,、适用条件,系统不受外力或外力的合力为零；,小结：,动量守恒定律,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,比如：宇宙中两星球的碰撞；微观粒子的碰撞,光滑水平面上两个物体的碰撞,问题,4,：,对,动量守恒定律条件的理解,？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,(1),系统不受外力；,(,理想条件,),(2),系统受到外力，但外力的合力为零；,(,实际条件,),(3),系统所受外力合力不为零，,但系统内力远大于外力，,外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；,(,近似条件）,(4),系统总的来看虽,不符合,以上三条中的任何一条，但在,某一方,向上符合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒,.,(,单向条件,),在列车编组站里，一辆,m,1,=1.810,4,kg,的货车在平直轨道上以,v,1,=2 m/s 的速度运动，碰上一辆,m,2,=2.210,4,kg,的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。,审题指导,例题,1,本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态分别是什么？,本题中相互作用的系统是什么？,分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条件？,碰撞,前、,后,地面摩擦力和空气阻力,远小于内力,动量守恒,m,1,m,2,系统,N,1,N,2,F,2,内力,外力,F,1,G,1,G,2,问题,5,：,处理课本例题，归纳如何,动量守恒定律,进行解题,？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,在列车编组站里，一辆,m,1,=1.810,4,kg,的货车在平直轨道上以,v,1,=2 m/s 的速度运动，碰上一辆,m,2,=2.210,4,kg,的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。,例题,1,解析,m,1,m,2,x,0,沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有,v,1,=,2,m/s,设两车结合后的速度为,v,。,两车碰撞前的总动量为,两车碰撞后的总动量为,由动量守恒定律可得：,所以,代入数值，得,v,=,0.9,m/s,问题,5,：,处理课本例题，归纳如何,动量守恒定律,进行解题,？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,一枚在空中飞行的手榴弹，质量为,m,，在某点的速度为,v,，方向水平。手榴弹在该点突然炸裂成两块，其中质量为,m,1,的一块沿着与,v,相反的方向飞去，速度为,v,1,。求炸裂后另一块的速度,v,2,。,例,题,2,解析,m,1,m,2,x,0,手榴弹炸裂前的总动量为,炸裂后的总动量为,根据动量守恒定律可得：,解出,若,m,=10kg,m,1,=4kg;v的,大小为,900m/s,v,1,的大小为300m/s,，则,v,2,的大小为多少？,1700m/s,问题,5,：,处理课本例题，归纳如何,动量守恒定律,进行解题,？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,v,找,：,找研究对象,(,系统包括那几个物体,),和研究过程；,析：,进行受力分析，判断系统动量是否守恒,(,或在某一方向是否守恒,),；,定：,规定正方向，确定初末状态动量正负号，画好分析图；,列：,由动量守恒定律列方程；,算：,合理进行运算，得出最后的结果，并对结果进行分析。,应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法,问题,5,：,处理课本例题，归纳如何,动量守恒定律,进行解题,？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,两个磁性很强的磁铁，分别固定在甲、乙两辆小车上，甲车的总质量为,4kg,，乙车的总质量为,2kg,。甲,、,乙两辆小车放在光滑的水平面上，它们相向运动，甲车的速度是,5m/s,，方向水平向右；乙车的速度是2,m/s,方向水平向左。由于两车上同性磁极的相互排斥，某时刻乙车向右以2,m/s,的水平速度运动，求此时甲车的速度？,课堂练习,1,解析,m,2,m,1,以水平向右方向为正方向,（确定正方向）,v,1,=5m/s,v,2,=-,2,m/s,v,2,=,2,m/s,根据动量守恒定律：,m,1,v,1,+,m,2,v,2,=,m,1,v,1,+,m,2,v,2,解得：,v,1,=,3,m/s,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,一辆平板车停止在光滑水平面上，车上一人用大锤敲打车的左端，如下图所示，在锤的连续敲打下，这辆平板车将,(,),A、左右来回运动,B、向左运动,C、向右运动,D、静止不动,A,课堂练习,2,解析,对人、铁锤和平板车组成的系统，系统外力之和为,0,，系统总动量守恒。,当锤头打下去时，锤头向右运动，车就向左运动；,举起锤头，锤头向左运动，车就向右运动；,连续敲击时，车就左右运动；,一旦锤头不动，车就会停下。,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,问题,6,：,用,动量守恒定律与牛顿运动定律两种方法,解题,并进行比较？,如图所示，质量,m,B,=,1kg,的平板小车,B,在光滑水平面上以,v,1,=1m/s,的速度向左匀速运动当,t,=0,时，质量,m,A,=,2kg,的小铁块,A,以,v,2,=,2,m/s,的速度水平向右滑上小车，,A,与小车间的动摩擦因数为,=,0.2,。若,A,最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，,g,10m/s,2,，,求：,A,在小车上停止运动时，小车的速度大小。,A,在小车上停止运动,时，,A,、,B,以共同速,度运动，设其速度为,v,，取水平向右为正方向，,解析,用动量守恒定律,方法一：,m,A,v,2,-,m,B,v,1,=(,m,A,+,m,B,),v,由动量守恒定律得,解得，,v,=lm,s,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,问题,6,：,用,动量守恒定律与牛顿运动定律两种方法,解题,并进行比较？,如图所示，质量,m,B,=,1kg,的平板小车,B,在光滑水平面上以,v,1,=1m/s,的速度向左匀速运动当,t,=0,时，质量,m,A,=,2kg,的小铁块,A,以,v,2,=,2,m/s,的速度水平向右滑上小车，,A,与小车间的动摩擦因数为,=,0.2,。若,A,最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，,g,10m/s,2,，,求：,A,在小车上停止运动时，小车的速度大小。,解析,设小车的加速度为,a,1,，,小铁块的加速度为,a,2,，运动时间为,t,；,方法二,:,用牛顿运动定律,所以,v,1,+,a,1,t=,v,2,-,a,2,t,解得：,t,0.5s,由牛顿运动定律得：,得：,v,=,v,1,-,a,1,t=,1+40.5=,1m/s,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,1,、动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关,。,2,、动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题,。,3,、动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。,动量守恒定律的普适性,问题,6,：,用,动量守恒定律与牛顿运动定律两种方法,解题,并进行比较？,牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。,这些领域，牛顿运动定律不在适用。,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,1,、,定律内容,：一个,系统,不受外力或所受外力之,和为零,，这个系统的总动量保持不变。,2,、,公式表达,：,m,1,v,1,+,m,2,v,2,=,m,1,v,1,+,m,2,v,2,3,、,适用条件,：,理想条件、实际条件、近似条件、单向条件,4,、,应用动量守恒定律解题,问题,7,：,整理,思路，想想我们这一节课学习了什么？,教科版 选修,3-5,第一章 碰撞与动量守恒,再见,