人教版選修3－5 16.3 動量守恒定律 課件（19張）.ppt

16 3動量守恒定律 第二課時 1 動量守恒定律成立的條件動量守恒定律的研究對象是 的物體系統(tǒng) 其成立的條件可理解為 1 理想條件 2 實際條件 3 近似條件 系統(tǒng)所受 比相互作用的 小得多 外力的作用可以被忽略 4 推廣條件 系統(tǒng)所受外力之和雖不為零 但在 系統(tǒng)不受外力或所受的外力之和為零 則系統(tǒng)在這 上動量守恒 相互作用 系統(tǒng)不受外力 系統(tǒng)所受外力為零 外力 內力 某一方 向 一方向 2 動量守恒定律的五性動量守恒定律是自然界最重要 最普遍的規(guī)律之一 它是一個實驗定律 應用時應注意其 性 性 性 性 性 系統(tǒng) 矢量 相對 同時 普適 一 動量守恒條件及守恒對象的選取1 動量守恒定律成立的條件 1 系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零 2 系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受外力的合力為0 3 系統(tǒng)的內力遠大于外力 2 動量守恒定律的研究對象是系統(tǒng) 選擇多個物體組成的系統(tǒng)時 必須合理選擇系統(tǒng) 再對系統(tǒng)進行受力分析 分清內力與外力 然后判斷所選系統(tǒng)是否符合動量守恒的條件 例1 質量為m和m0的滑塊用輕彈簧連接 以恒定速度v沿光滑水平面運動 與位于正對面的質量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞 如圖所示 碰撞時間極短 在此過程中 下列情況可能發(fā)生的是 a m m0 m速度均發(fā)生變化 碰后分別為v1 v2 v3 且滿足 m m0 v mv1 mv2 m0v3b m0的速度不變 m和m的速度變?yōu)関1和v2 且滿足mv mv1 mv2c m0的速度不變 m和m的速度都變?yōu)関 且滿足mv m m v d m m0 m速度均發(fā)生變化 m和m0的速度都變?yōu)関1 m的速度變?yōu)関2 且滿足 m m0 v m m0 v1 mv2 答案bc解析m和m碰撞時間極短 在極短的時間內彈簧形變極小 可忽略不計 因而m0在水平方向上沒有受到外力作用 動量不變 速度不變 可以認為碰撞過程中m0沒有參與 只涉及m和m 由于水平面光滑 彈簧形變極小 所以m和m組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒 兩者碰撞后可能具有共同速度 也可能分開 所以只有b c正確 二 單一方向動量守恒問題1 動量守恒定律的適用條件是普遍的 當系統(tǒng)所受的合外力不為零時 系統(tǒng)的總動量不守恒 但是不少情況下 合外力在某個方向上的分量卻為零 那么在該方向上系統(tǒng)的動量分量就是守恒的 2 分析該方向上對應過程的初 末狀態(tài) 確定初 末狀態(tài)的動量 3 選取恰當?shù)膭恿渴睾愕谋磉_式列方程 三 多物體多過程動量守恒定律的應用對于由多個物體組成的系統(tǒng) 由于物體較多 作用過程較為復雜 這時往往要根據(jù)作用過程中的不同階段 將系統(tǒng)內的物體按作用的關系分成幾個小系統(tǒng) 對不同階段 不同的小系統(tǒng)準確選取初 末狀態(tài) 分別列動量守恒定律方程求解 例2 如圖所示 a b兩個木塊質量分別為2kg與0 9kg a b與水平地面間接觸面光滑 上表面粗糙 質量為0 1kg的鐵塊以10m s的速度從a的左端向右滑動 最后鐵塊與b的共同速度大小為0 5m s 求 1 a的最終速度 2 鐵塊剛滑上b時的速度 答案 1 0 25m s 2 2 75m s解析 1 選鐵塊和木塊a b為一系統(tǒng) 由系統(tǒng)總動量守恒得 mv mb m vb mava可求得 va 0 25m s 2 設鐵塊剛滑上b時的速度為u 此時a b的速度均為va 0 25m s 由系統(tǒng)動量守恒得 mv mu ma mb va可求得 u 2 75m s 借題發(fā)揮處理多物體 多過程動量守恒應注意的問題1 注意正方向的選取 2 研究對象的選取 是取哪幾個物體為系統(tǒng) 3 研究過程的選取 應明確哪個過程中動量守恒 針對訓練兩輛質量相同的小車 置于光滑的水平面上 有一人靜止站在a車上 兩車靜止 如圖所示 當這個人從a 車跳到b車上 接著又從b車跳回a車并與a車保持相對靜止 則a車的速率 a 等于零b 小于b車的速率c 大于b車的速率d 等于b車的速率答案b 四 動量守恒定律應用中的臨界問題分析在動量守恒定律的應用中 常常會遇到相互作用的兩物體相距最近 避免相碰和物體開始反向運動等臨界問題 分析臨界問題的關鍵是尋找臨界狀態(tài) 臨界狀態(tài)的出現(xiàn)是有條件的 這個條件就是臨界條件 臨界條件往往表現(xiàn)為某個 或某些 物理量的特定取值 在與動量相關的臨界問題中 臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對速度關系與相對位移關系 這些特定關系的判斷是求解這類問題的關鍵 例3 如圖所示 甲 乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲 甲和他的冰車總質量為m 30kg 乙和他的冰車總質量也是30kg 游戲時 甲推著一個質量為m 15kg的箱子和他一起以v0 2m s的速度滑行 乙以同樣大小的速度迎面滑來 為了避免相撞 甲突然將箱子沿冰面推給乙 箱子滑到乙處 乙迅速抓住 若不計冰面摩擦 1 若甲將箱子以速度v推