(共6张PPT)
二、动量定理
冲量和动量的关系究竟如何?
(一)、理论推导
F合=ma
F合t = mvt - mv0
(二)、动量定理
1、内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化。
2、公式 : F合t = mvt - mv0
3、单位:Ft单位是N·s,pt-p0的单位是kg·m·s-1 (可证明单位是一致的)
4、动量的变化率————?
能解释实验“鸡蛋不破”及“缓冲装置”的原理
(三)、对动量定理的理解
1、动量定理的矢量性(方向性)
公式F合t= pt-p0是矢量式,合外力的冲量与物体的动量变化的方向相同。冲量的方向和合外力方向一致,也和动量(速度)变化的方向一致。动量变化的方向确定依据两个矢量的差值,在中学阶段我们仅限于初、末动量在同一直线上的这种情况,这样通过正方向的规定,可将矢量运算转化为代数运算。
若取向右为正,则小球所受墙壁的作用力为正。动量定理可表达为 Ft=mvt-m(-v0)=mvt+mv0 (若取向左为正,不影响结论)。
例 1:如图所示,光滑水平面上的质量为m的小球以速度v0向左运动撞击竖直墙壁后以vt返回,碰撞过程中小球所受的墙壁的作用力为F,时间为t
v0
vt
2、动量定理的适用范围
尽管动量定理是根据牛顿第二定律和运动学有关公式在恒定合外力的情况下推导出来的,但可以证明动量定理同样适用于变力。对变力来说F可以理解为在这段时间内的平均值。这样动量定理更有其广阔的适用空间,用它可以解释实际生活中的一些现象。另外动量定理可将动量变化和冲量联系起来,使我们的解题思路更加宽阔。
3、动量定理中F指合外力
在应用动量定理时要对物体进行受力分析和过程分析,尤其要注意F必须是合外力。
例2、质量为m的小球从地面上方高处h1自由落下弹起的高度为h2,它和地面的作用时间为t,求地面给小球的平均作用力。
h2
h1
解:以小球为研究对象
小球与地面作用的过程中
受重力(mg)、地面的弹力(FN)
mg
FN
取向上为正方向
+ 正方向
由动量定理
…… ……
例3、如图所示,用0.5kg的铁锤钉钉子,打击时铁锤的速度为4m/s,打击后铁锤的速度为0,设打击时间为0.01s。
①不计铁锤重量,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
②考虑铁锤重量,铁锤钉钉子的平均作用力又是多大?
③你分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时,在什么情况下可以不计铁锤的重量?
作业 P7 3、4(共8张PPT)
应用动量守恒定律要注意 (1)守恒条件 (2)适用范围(课本P9) (3)系统性 (4)矢量性 (5)所有速度都应相对同一参照系
动量守恒定律的应用(1)
子弹击中木块模型
例8:质量为m、速度为v0的子弹,水平打进质量为M、静止在光滑水平面上的木块中,并留在木块里,求:(1)木块运动的速度多大?(2)若子弹射入木块的深度为d,子弹对木块的作用力?
v0
v
S
S+d
注意:此类模型中涉及的能量问题
摩擦力(阻力)与相对位移的乘积等于系统机械能(动能)的减少。
例9:如图所示,把质量m=20kg的物体以水平速度v0=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μ=0.8,小车与地面间的摩擦可忽略不计,g取10m/s2,求:(1)要物块不从小车上掉下,小车至少多长?(2)物体相对小车静止前,物体和小车相对地面的加速度各是多大?(3)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?
v0
一名质量为80kg的宇航员,到宇宙飞船外面去做实验,他相对于宇宙飞船是静止的,实验结束后,他把一只已经用完的质量是10kg的空氧气筒,以相对于宇宙飞船为2.0m/s的速度扔掉。求宇航员由此得到的相对于宇宙飞船的速度。
一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员,在距离飞船s=45m处于飞船处于相对静止状态,宇航员背着装有质量为m0=0.25kg氧气的贮气筒,筒上有个可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴,宇航员必须向着返回飞船的相反方向放出氧气,才能回到飞船,同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用,宇航员的呼吸耗氧率为Q=2.5×10-4kg/s,不考虑喷出氧气对宇航员总质量的影响.求 (1)瞬时喷出多少氧气,宇航员才能安全返回飞船? (2)为了使耗氧最低,应一次喷出多少氧气?返回时间又是多少?
(1)设喷出氧气m,刚好安全返回 mv-MvM=0 t=s/vM m0=Q t+m …… m=0.05kg或0.45kg 故 0.05kg≤m≤ 0.45kg (2)设喷出氧气m1,耗氧最少 m1v-MvM=0 t=s/vM m=Q t+m1=QsM / mv +m =2.25×10-2/m+m 当2.25×10-2/m=m 时 m有最小值 m=0.15kg t=600s
如图所示,光滑水平桌面上有长L=2m的木板C,质量mC=5kg,在其正中央并排放着两个小滑块A和B,mA=1kg,mB=4kg,开始时三物都静止。在AB间有少量塑胶炸药,爆炸后A以速度6m/s水平向左运动,AB中任一块与挡板碰后都粘在一起。不计摩擦和碰撞时间,求: (1)当两滑块AB都与挡板碰撞后,C的速度多大? (2)到AB都与挡板碰撞为止,C为位移是多少?
A
B
如图,木板的质量为1kg,小铁块的质量为2kg,铁块与木板间的动摩擦因数为μ=0.6,现将铁块置于木板的最左端与木板一起以4m/s的速度在光滑的水平面上向右运动。设木板与竖直墙作用时无机械能损失。要铁块不从木板上掉下来,木板至少多长?(g=10m/s2)
4m/s(共10张PPT)
反冲运动 火箭
反冲运动 火箭
火箭是利用什么原理向前运动
的?喷气式飞机呢?螺旋桨飞
机呢?想一想,在生产和生活
中你还知道哪些现象是属于反
冲运动?
自学导引
1、由于系统中一部分物体向某
一方向运动,而使另一部分物体
向相反方向运动,这种现象叫反
冲。
反冲是应用动量守恒定律的一类
典型实例。
2、反冲式水轮机、喷气式飞机、
火箭等都是反冲的重要应用。
疑难辨析
反冲运动的产生,是系统内力作
用的结果,两个相互作用的物体
A、B组成的系统,A对B的作用
力使B获得某一方向的动量,B对
A的反作用力使A获得相反方
向的动量,从而使A沿着与B
的运动方向相反的方向做反
冲运动
实际遇到的反冲运动问题常有
三种情况:
1)系统不受外力或所受外力之和
为零,满足动量守恒定律的条件,
可以用动量守恒定律解决反冲运动
问题;
2)系统虽然受到外力作用,但内
力远大于外力,外力可忽略,也
可以用动量守恒定律解决反冲运
动问题
3)系统虽然所受外力之和不为零,
系统的动量并不守恒,但系统在
某一方向上不受外力或外力在该方
向上的分力之和为零,则系统的
动量在该方向上的分量保持不变,
可以用该方向上动量的守恒解决
反冲运动问题
应用指导
如图,带有光滑的半径为R的1/4
圆弧轨道的滑块静止在光滑水平
面上,滑块的质量为M,使一只
质量为m的小球由静止从A点释放
当小球从B点水平飞出时,滑块
的速度为多大?
同步练习
1、质量为M的气球上有一质量
为m的人,共同静止在距地面高
H的空中,现在从气球中放下一
根不计质量的软绳至少为多长,
人才能安全到达地面?(共8张PPT)
动量守恒定律的应用(2)
例1: 在列车编组站里,一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车,它们碰撞后接合在一起继续运动,求运动的速度。
人船模型
例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受到的爆炸力的冲量大小一定相等。
例3: 甲、乙两船浮于静止的水面上,它们相距L。用一条绳子将两船相连(绳子的质量可忽略不计)。甲船上有人,船和人的总质量为2m;乙船上无人,质量为m。甲船上的人以水平恒力通过绳子拉乙船,若水对两船阻力相同,且保持不变,则两船相遇时各移动了多大距离?
例4:在光滑水平面上,有两辆静止的小车,车上各站着一个运动员,两车(包括负载)的总质量均为M,设甲车上的运动员接到一个质量为m、沿水平方向抛来的速率为v的篮球;乙车上的运动员把原来在车上质量为m的篮球沿水平方向以速率v掷出去。这两种情况下,甲、乙两车所获蜊的速度大小的关系是(以上速率都是相对地面而言)( )
A.V甲 V乙 B.V甲 V乙 C.V甲=V乙 D.视M、m和v的大小而定
例5:一个质量为M的平板车以速度V在光滑的水平面上滑行,质量为 m的物体从高h处竖直自由落到车子里,两者合在一起后速度的大小为( )
A. V B. MV/(M+m) C. D.
例6:如图,质量为M的平板车静止在光滑的水平面上 ,一质量为m的人在车的最左端以相对于车的水平速度v向左跳下。求:人跳下后平板车的速度。
v
例5: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
L-S
0=MS – m(L-S)
例6:静止在水面上的小船长为L,质量为M,在船的两端分别站有质量为m1、m2的两人,不计水的阻力,当两人在船上交换位置的过程中,小船移动的距离是多大?
m1
m2
S
L-S
L+S
例7: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
作业 P13 1、2、3(共8张PPT)
动量守恒中的能量问题
(1)动能转化为内能(子弹木块模型……);
(2)动能与势能间的转化;
(3)化学能转化为机械能(动能)(爆炸模型……)
例1:如图,带有一1/4光滑圆弧的小车静止放在光滑水平面上,小车质量为M,圆弧半径为R。现将一质量为m的小球从圆弧的顶端释放,求小车能获得的速度是多大?
R
例2:如图所示,倾角θ=30°,高为h的三角形木块B,静止放在一水平面上,另一滑块A,以初速度v0从B的底端开始沿斜面上滑,若B的质量为A的质量的2倍,当忽略一切摩擦的影响时,要使A能够滑过木块B的顶端,求V0应为多大?
学会过程分析
(1)在过程较为复杂时要注意过程分析 (2)模型中出现三个(三个以上)物体时,要分析过程,弄清每个过程参与作用的物体
例3:如图所示,在光滑水平轨道上有一小车质量为M2,它下面用长为L的绳系一质量为M1的砂袋,今有一水平射来的质量为m的子弹,它射入砂袋后并不穿出,而与砂袋一起摆过一角度θ。不计悬线质量,试求子弹射入砂袋时的速度V0多大?
v0
例4:如图,质量为MA、MB的两木块由一轻弹簧连接在一起,静止在光滑水平面上,其中B紧挨墙放置,现有一质量为m的子弹以水平初速度v0击中木块A并留在A内,求: (1)系统机械能的损失; (2)弹性势能的最大值; (3)B离开墙壁后可能出现的弹性势能的最大值。
B
A
v0
例5:光滑半圆槽质量为M=2m,圆弧半径为R,小球质量为m,水平面光滑。现将小球从图中位置释放,求 (1)小球滑到最低点时的速度; (2)讨论小球的运动情况。
H
例6:光滑半圆槽质量为M=2m,圆弧半径为R,有一质量为m的物块C紧挨半圆槽放在光滑水平面上。现将质量为m的小球从图中位置释放,求 (1)小球滑到最低点时的速度; (2)小球在槽内能到达的最大高度。
C
例7:在光滑的直轨道上,质量为10kg的大物块M以速度10v向右运动,有10块质量均为3kg的小物块m同时向左运动,第一块的速度为10v,第二块的速度为9v,……第10块的速度为v,如图。它们碰后即粘为一起,求(1)大物块M和几个小物块m碰后就不再向右运动了?(2)大物块M一共能和几个小物块m发生碰撞?
10v 9v v m m m
……
10v
M(共14张PPT)
动量守恒定律的应用(2) ——几种常见模型的讨论
(一)碰撞模型
1、“碰撞”模型——两个运动物体发生短暂的相互作用
“正碰”模型——碰撞前后物体的速度在同一直线上
例1:如图,A、B两小球质量分别为2kg和1kg,它们在光滑的水平面上沿同一直线相向运动,速率分别为6m/s和3m/s,发生碰撞后粘在一起以共同的速度运动,求碰撞后两球的共同速度。
vA
vB
如果水平面不光滑呢? (条件改为“碰撞前的速率分别为……”)
2、碰撞过程的特征
作用时间极短—— t 0
相互作用(内)力极大——F内>>F外
碰撞过程遵循动量守恒定律
3、碰撞的分类
vA
vB
vA,
vB,
v
形变完全不恢复 (一起运动,v相同)
形变完全恢复
vA
vB
v
v
vA,
vB,
弹性碰撞
完全非 弹性碰撞
形变 完全恢复
形变 完全不恢复
动能 不损失 (动能守恒)
动能 损失最大
非弹性碰撞
形变 不完全恢复
有动能损失
例2:质量为2kg的小物块A以6m/s的速度在光滑的水平平台上作匀速直线运动,与静止在平台边沿的小物块B发生正碰,平台的高度为1.25m,重力加速度取g=10m/s2,碰撞后B离开平台作平抛运动落地时的水平位移为4m,求:碰撞后小物块A离开平台作平抛运动落地时的水平位移。
4、碰撞问题的特殊情况
(1)一个运动物体与一静止的物体发生弹性正碰
m1
m2
v0
m1
m2
v1
v2
m1、m2组成的系统动量守恒
m1v0=m1v1+m2v2
m1、m2组成的系统动能不损失
讨论m1>>m2及m1<(2)质量相等的两物体发生弹性正碰
互换速度
例如: v1=5m/s v2=0 v1’=0 v2’=5m/s
例如: v1=5m/s v2= - 2m/s
v1’= - 2m/s v2’=5m/s
例3:质量为2kg的小球A以6m/s的速度与质量为1kg的小球B发生正碰,求:碰撞后两球速度的最大值和最小值。
例4:质量为1kg的小球A以6m/s的速度与质量为2kg的小球B发生正碰,求:碰撞后两球速度的最大值和最小值。
(二)、人船模型
例5: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
L-S
0=MS – m(L-S)
例6:静止在水面上的小船长为L,质量为M,在船的两端分别站有质量为m1、m2的两人,不计水的阻力,当两人在船上交换位置的过程中,小船移动的距离是多大?
m1
m2
S
L-S
L+S
例7: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
(三)、子弹击中木块模型
例8:质量为m、速度为v0的子弹,水平打进质量为M、静止在光滑水平面上的木块中,并留在木块里,求:(1)木块运动的速度多大?(2)若子弹射入木块的深度为d,子弹对木块的作用力?
v0
v
S
S+d
注意:此类模型中涉及的能量问题
摩擦力(阻力)与相对位移的乘积等于系统机械能(动能)的减少。
例9:如图所示,把质量m=20kg的物体以水平速度v0=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μ=0.8,小车与地面间的摩擦可忽略不计,g取10m/s2,求:(1)要物块不从小车上掉下,小车至少多长?(2)物体相对小车静止前,物体和小车相对地面的加速度各是多大?(3)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?
v0(共20张PPT)
生活中的各种碰撞现象
撞车
生活中的各种碰撞现象
打桩机打桩
生活中的各种碰撞现象
钉钉子
生活中的各种碰撞现象
飞鸟撞飞机
生活中的各种碰撞现象
打网球
生活中的各种碰撞现象
拳击
二、生活中的各种碰撞现象
打台球
常见的碰撞
问题1:以上两种碰撞中我们先研究哪一种
问题3:碰撞中有没有哪个物理量是不变的
问题2:我们的研究对象是哪个小球
猜想
实验设计
问题1:实验探究中要注意什么问题
问题2:需要测量哪些物理量
问题4:实验中测得的数据如何处理
如何使测量更精确
问题3:实验中要有哪些重要的步骤
思考完以上问题后你认为实验应该如何设计
实验设计
实验装置
看完视频后你对实验应该如何设计有什么新的思考
待测数据
设小球下落时间为t,质量为m1的入射小球碰前速度为v1 ,碰后入射小球的速度为 被碰小球的速度为
实验步骤
(1)按要求安装好实验装置;
(2)先不放被碰小球让入射小球从斜槽某一高度滚下,重复10次.用尽可能小的圆将所有落点圈在圆内,圆心P即落点的平均位置;
(3)把被碰小球放入斜槽边缘,让入射小球从原来的高度滚下,重复10次.用同样的方法标出碰后小球的平均位置M和被碰小球的平均位置N;
(4)用刻度尺测量待测量,并记入表格;
(5)用天平测量小球质量,用游标卡尺测小球直径,并记入表格;
(6)整理实验器材,进行数据处理寻找碰撞前后的不变量.
注意事项
(1)斜槽末端的切线必须水平;
(2)必须保证碰撞是一维的;
(3)入射求必须每次从斜槽的同一位置从静止开始滚下;
(4)地面必须水平,且实验过程中白纸不能移动;
你认为在探究的过程中还有哪些问题值得注意
数据记录
m1 m2 OP OM r
1
2
3
4
得出小球质量和碰前碰后的速度后按照前面的猜想进行探究
思考2:还有其他的设计方案吗
思考1:探究结果和我们的某个猜想吻合我们可以马上下结论吗 为什么
模拟实验
理想的实验设计(共18张PPT)
一、用动量概念表示牛顿第二定律
假设物体m受到恒力F的作用,做匀变速直线运动。在时刻t物体的初速度为v,在时刻t 的末速度为v
F
牛顿第二定律的另一种表达方式:
F= P/ t
表示:物体动量的变化率等于它所受到的力
二、动量定理
1、冲量:力与力的作用时间的乘积
表达式:I=Ft
单位:N.s
物理意义:反映了力的作用对时间的积累效应
方向:冲量是矢量,恒力的冲量与力的方向相同
例一、放在水平面上质量为m的物体,用一水平力F推它t秒,但物体始终没有移动,则这段时间内F对物体的冲量为( )
A、0 B、Ft
C、mgt D、不能确定
F
2、动量定理
内容:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合外力的冲量.
表达式:
P -P=I
mv -mv=F(t -t)
3、对动量定理的理解
A、动量定理是矢量式,合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同.
B、动量定理的适用范围
动量定理不但适用于恒力,也适用于随时间变化的变力,对于变力情况,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值.
课本例题:
一个质量为0.18㎏的垒球,以25 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向水平飞回,速度的大小为45m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01s,球棒对垒球的平均作用力有多大?
I和ΔP可以互求,当力为恒力时往往用Ft来求;当力为变力是,只能用ΔP来求。
C、应用动量定理解题的一般步骤
(1)确定研究对象和物理过程,(研究对象可以是一个物体,也可以是质点组。研究过程的各个阶段物体的受力情况可能不同)并对研究对象做出受力分析.
(2)选定正方向,确定在物理过程中研究对象所受合外力的冲量和动量的变化量.
(3)由动量定理列等式,统一单位后代入数据求解.
4、定性讨论动量定理的应用
在动量变化一定的情况下,如果需要增大作用力,必须缩短作用时间.如果需要减小作用力,必须延长作用时间-------缓冲作用.
包装用的泡沫材料
苹果的包装泡沫网
船沿上的废旧轮胎
摩托车帽里的衬垫
请你举一些动量定理应用的实例?
例三、如图所示,把重物G压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动;若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下抽出,解释这种现象的正确说法是( )
A、在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力大
B、在迅速拉动纸带时,纸带给重物的摩擦力小
C、在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大
D、在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量小
G
F
小结:
动量定理:合外力的冲量等于物体的动量变化.
动量定理在生产生活中有广泛的应用.
作业:
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。求这段时间内网对运动员的平均作用力。(g取10m/s2)(共7张PPT)
§11.6碰撞 、反冲运动
一、碰撞的分类和规律:
1.碰撞:
2.碰撞的特点:
作用时间极短,相互作用的内力远大于外力。
∴不论合力∑F是否为0,都可认为系统的动量守恒。
类似的现象有用绳子系着的两物体运动中突然拉紧过程。
3.碰撞的分类和规律:
(1)按相互作用方向分类有:正碰和斜碰。
(2)按碰撞中动能损失情况分类有如下几种:
正碰与斜碰.swf
(Ⅰ)弹性碰撞:动量守恒、动能守恒。
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
特例:①若m1=m2 ,则v1′= v2,v2′= v1,即速度交换(当v2=0时,则v1′=0,v2′= v1)
②若m2>> m1 , v2 =0 , 则v2′≈0,v1′=-v1
(Ⅱ)非弹性碰撞:动量守恒,有一部分动能转化为内能,动能有损失。
(Ⅲ)完全非弹性碰撞:碰撞后有共同的速度,动量守恒,有一部分动能转化为内能,动能损失最大。
二、反冲运动 火箭
某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体,气体或弹射出一个小物体,从而使物体本身获得一反向冲量的现象,叫反冲运动
三、例题分析:
例与练22 .如图示,F1、、F2是等大反向的两个力,同时作用于静止在光滑的水平面上的A、B两个物体上,已知mA>mB,经过相等距离后撤去两个力,以后两物相碰粘在一起,这时A、B将:
A 停止运动。 B向右运动。 C向左运动。 D运动方向不能确定。
例与练23 .A、B两滑块在一水平气垫导轨上相碰。用频闪照相机在t0= 0 t1=△t, t 2=2△t , t3=3△t的四个时刻闪光照相四次。摄得如图示照片。其中B像有重叠,mB=1·5mA。下列叙述正确是:
A、碰前B静止,碰撞发生在60㎝处,t=2·5 △t时刻。B、碰后B静止,碰撞发生在60㎝处,t=0·5 △t时刻。C、碰前B静止,碰撞发生在60㎝处,t=0·5 △t时刻。D、碰后B静止,碰撞发生在60㎝处,t=2·5 △t时刻。
例与练25 .图中所示,是质量分别为m1和m2 两物体碰撞前后的位移-时间图像,由图可知,
(A)两物体的动量相等; (B)质量m1大于质量m2 ;
(C)碰后两物体一起作匀速直线运动; (D)碰前两物体动量大小相等,方向相反.
例与练33 .火箭喷气发动机每秒喷气质量m=4kg。喷出气体相对地的速度为v=1000m/s,设火箭的初始质量M=300kg,若不计地球对它的引力和空气阻力作用,求火箭发动机开始产生的推力?估算发动机工作5s后火箭的速度达到多少?(共6张PPT)
动量定理(习题课)
例1:物体做平抛运动,第1s内动量变化的大小为 p1 ,第2s内动量变化的大小为 p2 ,则 ( ) A. p1 > p2 B. p1 = p2 C. p1 < p2 D.无法确定
例2:质量相同的A、B两小球从同一高度开始运动,A球做自由落体运动,B球做平抛运动,则两球在空中运动的过程中 ( ) A. A球的动量变化更快 B. B球的动量变化更快 C. A球的动量变化更小 D.两球的动量变化相同
若A球竖直下抛、 B球竖直上抛?
例3:从同样高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是: ( )
A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻 璃杯动量小
B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的 玻璃杯动量改变小
C.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的 玻璃杯动量改变慢
D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,相互作用时 间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长。
例4: 把质量为10kg的物体放在光滑的水平面上,如图所示,在与水平方向成53°的N的力F作用下从静止开始运动,在2s内力F对物体的冲量为多少?物体获得的动量是多少?
530
F
20N s 16kg m/s
例5:一块质量为m=1kg的木块放在水平面上,对它施加一水平力F=40N,作用时间t=0.1s,已知木块与路面间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2,则力F作用结束后木块还能滑行多长时间?
例6:质量为m的小球从A 点静止释放,落到水平面后又反弹至最高点B,共历时t,不计空气阻力,求小球与地面作用时对地面的冲量。
B
例7:如图,质量分别为m1、m2的木块A、B紧挨着放在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹以水平初速度为v0射向木块,子弹先后射穿A、B两木块的时间分别为t1、t2,子弹在木块中受到的阻力大小恒为F,求最终三个物体的速度分别为多大?
A
v0
例8:如图,质量分别为m、M的两物体 A、B用细线相连并通过一轻弹簧悬挂在天花板上。现剪短细线,经时间t,A的速率为u,B的速率为v。求:这段时间内弹簧对A的冲量如何?
A
B(共7张PPT)
动量守恒定律
(一)动量守恒定律推导
碰前
碰后
m1
m1
m2
m2
v2
v1
v’2
v’1
第一个小球: 第二个小球:
F1和F2大小相等,方向相反
一个系统不受外力或者受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变
(二)动量守恒定律内容
注意: (1)“守恒”的正确理解 (2)“系统”—模型中有两个(两个以上)的物体
(三)、动量守恒几种情况
⑴系统不受外力或者所受外力之和为零;
光滑的水平面上……
⑵系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;
碰撞模型……
⑶系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒。
v1
⑷全过程的某一阶段系统受的合外力为零,则该阶段系统动量守恒。
观察几种动量守恒的运动
例1:在光滑水平面上,质量m1=2kg的球以υ1=5m/s的速度与原来静止质量为m2=1kg的球发生正碰,碰后m2的速度υ2′=4m/s,则碰后质量m1的球的速度大小为多少 方向如何
例2:两个物体A、B放在光滑水平面上,它们之间有一个被压缩的轻质弹簧。用手把它们按住,已知两个物体质量之比mA:mB=3∶2,同时释放两物体,两物体将被弹开。求弹开时,两物体的动量大小之比及两物体的速度大小之比。
A
B
例3:质量为m的物体A,以一定的速度υ沿光滑的水平面运动,跟迎面而来速度大小为υ/2的物体B,相碰撞,碰后两个物体结合在一起沿碰前A的方向运动且它们的共同速度大小为υ/3,则物体B的质量是多少?
A
B
例4:质量为10g、速度为300m/s的子弹,水平打进质量为24g、静止在光滑水平面上的木块中,并留在木块里,子弹进入木块后,木块运动的速度多大?
作业 P10 1、3