人教版高中物理选择性必修一 第一单元 动量守恒定律 课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
动量守恒定律 复习课
2.表达式
1.内容
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。
动量守恒定律
3、动量守恒的适用对象: 相互作用的物体组成的系统
4、动量守恒的条件:
(1)理想守恒-----系统不受外力或受到合外力为零,即F外=0或F合=0
(2)近似守恒-----系统受到外力远小于内力,即F外<(3)单方向守恒----系统受外力，且不能忽略，但在某一方向上所受外力为0， 则系统在该方向上动量守恒
地面光滑
动量守恒定律
动量守恒定律
两小车在相互作用的运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动量守恒。
思考∶在光滑水平面上有两个载有磁铁相向运动的小车，两小车组成的系统动量守恒吗
1、磁铁小车
如果水平面为粗糙的，系统动量还守恒吗？
1.守恒对象？
2.守恒过程？
3.外力如何？
外力不为零，不守恒
三、动量守恒的判断
如图，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻质弹簧，地面光滑。烧断线后，由于弹力作用，两辆小车分别向左、右运动，两小车与弹簧组成的系统动量是否守恒？
两小车在运动过程中，弹簧弹力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动量守恒。
2、小车-弹簧-小车
动量为矢量，矢量守恒，两小车的动量方向相反，动量的矢量和仍然为0
问题：两辆小车分别向左、右运动，它们都获得了动量，它们的总动量不是增加了吗，怎么会守恒呢？
1.守恒对象？
2.守恒过程？
3.外力如何？
内力
3、子弹-木块
子弹沿水平方向射入光滑水平桌面上的木块后，一起滑行，
①进入瞬间：系统动量守恒吗？
②一起滑行：系统动量怎样？
若桌面粗糙，结果如何
合外力为零，守恒；
合力功不为零，机械能不守恒
合外力为零，动量不转移，不变
内力远大于外力，动量守恒，
机械能不守恒
外力不能忽略，动量减少
①进入时：系统动量守恒吗？
②一起滑行时：系统动量怎么样？
所以，从进入到一起滑行全程系统动量不变，求末速度时直接动量守恒
子弹A沿水平方向射入水平桌面上的木块B后，一起压缩弹簧压缩到最短。
4、子弹-木块-弹簧
①桌面光滑、进入过程、子弹和木块系统动量怎样？
②桌面粗糙、进入过程、子弹和木块系统动量怎样？
内力远大于外力（摩擦力）动量守恒
③桌面光滑、共速后、子弹和木块系统动量怎样？
外力（弹簧弹力）不能忽略，动量不守恒，但子弹、木块、弹簧系统机械能守恒
A
B
子弹射入木块的过程，时间极短暂，可认为弹簧仍保持原长，
此瞬间子弹与木块的摩擦为内力，系统合外力为零，
系统动量守恒，
思想方法：理想模型法，抓住重要因素忽略次要因素
斜面置于光滑水平面上，木块沿光滑斜面滑下，则木块与斜面组成的系统受到几个作用力？哪些力是内力？哪些是外力？系统动量守恒吗？
竖直方向失重：N<(M+m)g 系统动量不守恒。
mg
N1
思考：斜面粗糙但地面仍然光滑，系统水平方向动量还守恒吗？
系统水平方向不受外力作用，水平方向动量守恒
5、斜面-滑块
思考：在物块下滑的过程中系统水平方向动量守恒吗？
滑块和斜面间的摩擦为内力，系统水平方向动量守恒
1.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块并留在其中,A、用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示.则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )
答案：C
A.动量守恒,机械能守恒
B.动量不守恒,机械能守恒
C.动量守恒,机械能不守恒
D.无法判定动量、机械能是否守恒
2、如图所示,A、B两物体的质量之比m:m=3:2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩了的轻弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则以下判断不正确的是( )
A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B组成的系统动量守恒
B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B、C组成的系统动量守恒
C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成的系统动量守恒
D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C组成的系统动量守恒
答案:A
例、如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA＝2kg、mB＝1kg、mC＝2kg.开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小．
“动量守恒定律中三类典型问题”的分类研究
类型(一)　碰撞问题
根据碰撞前后系统机械能的守恒与损失分类
(一)　弹性碰撞问题
（机械能不损失）
当碰前物体2的速度为零时，v2=0，则
分析讨论
当碰前物体2的速度不为零时，若m1=m2，则v1′=v2 v2′=v1，
质量相等，速度交换
(动碰静)
①m1＝m2时，v1′＝0，v2′＝v1，碰撞后两物体交换速度。
②m1＞m2时，v1′＞0，v2′＞0，碰撞后两物体沿同方向运动。
③m1＜m2时，v1′＜0，v2′＞0，碰撞后质量小的物体被反弹回来。
(二)　完全非弹性碰撞问题
（机械能损失最多----共速）
压弹簧：最短
拉弹簧：最长
冲上曲面：最高
子弹打木块：留在内部
【例题】如图所示，位于光滑水平面桌面上的小滑块P和Q都视作质点，质量相等。Q与轻质弹簧相连。设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个过程中，弹簧具有最大弹性势能等于（ ）
A.P的初动能 B.P的初动能的1/2
C.P的初动能的1/3 D.P的初动能的1/4
B
(三)　非弹性碰撞问题
（机械能有损失，但不是最多）
解方程信息不足
非完全弹性碰撞往往结合轨道考查，
但是轨道不一定是非完全碰撞
B
“动量守恒定律中三类典型问题”的分类研究
类型(一)　碰撞问题
3．[碰撞应遵守的三原则]
两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝2 m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(　 )
A．vA′＝3 m/s，vB′＝4 m/s
B．vA′＝5 m/s，vB′＝2.5 m/s
C．vA′＝2 m/s，vB′＝4 m/s
D．vA′＝－4 m/s，vB′＝7 m/s
答案：C　
考法(二)　反冲运动
1．反冲运动的特点
物体在内力作用下分裂为两个不同部分，并且这两部分向相反方向运动的现象。反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理。
2．对反冲运动的三点说明
作用原理 反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果
动量守恒 反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，所以反冲运动遵循动量守恒定律
机械能增加 反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加
[例2]　一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s。设火箭(包括燃料)质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次。
(1)当发动机第三次喷出气体后，火箭的速度为多大？
(2)运动第1 s末，火箭的速度为多大？
解 (1)设喷出三次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，由动量守恒定律得：(M－3m)v3－3mv＝0，解得v3≈2 m/s。
(2)发动机每秒喷气20次，设运动第1 s末，火箭的速度为v20，以火箭和喷出的20次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：(M－20m)v20－20mv＝0，
解得v20≈13.5 m/s。