第1章 动量守恒研究 优化总结 课件 (1)

课件21张PPT。第一章 动量守恒研究
本章优化总结 章末综合检测本章优化总结专题归纳整合知识网络构建知识网络构建动量守恒研究动量守恒研究动量守恒研究专题归纳整合　用动量定理处理连续流体的作用问题1．运用动量定理解决连续流体的作用问题，即变质量问题，常常需要选取流体为研究对象，如水、空气等．
2．常见的处理方法是隔离出一定形状的一部分流体作为研究对象，这种方法叫微元法，然后列式求解． 在采煤方法中，有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下．今有一采煤高压水枪，设水枪喷水口横截面积S＝6 cm2，由枪口喷出的高压水流流速为v＝60 m/s，设水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水流垂直射向煤层并原速弹回，试求煤层表面可能受到的最大平均冲击力．【精讲精析】　设在Δt内射到煤层上的水的质量为m，则m＝ρSvΔt，设煤层对水的平均冲击力为N，规定N的方向为正方向，由动量定理得
NΔt＝ρSv2Δt－(－ρSv2Δt)＝2ρSv2Δt
故N＝2ρSv2＝2×1.0×103×6×10－4×602 N＝4.32×103 N
由牛顿第三定律知煤层受到的平均冲击力大小为4.32×103 N，即煤层受到的最大平均冲击力．
【答案】　4.32×103 N1．人船模型
船静止在静水中，人从船的一端走到另一端，不计水的阻力，人与船所组成的系统动量守恒，人前进时船要后退，可根据动量守恒定律推导出人、船的质量与运动位移的关系式，从而解决大量的实际问题，同时这一物理模型也可以推广到与之相类似的其他问题中应用．动量守恒定律应用中的常见模型 如图1－1所示，长为L、质量为M的船停在静水中，一个质量为m的人(可视为质点)站在船的左端，在人从船头走到船尾的过程中，船与人相对地的位移大小分别为多少？(忽略水对船的阻力)图1－1【精讲精析】　设人对地的速度为v1，船对地的速度为v2，由动量守恒知：0＝mv1－Mv2
设人向右运动的距离为s1，船向左运动的距离为s2，如图1－2所示．图1－22．子弹打木块模型
对于此种模型的解题方法一般都是把子弹和木块看成一个系统，利用以下知识加以解答：
(1)系统水平方向动量守恒．
(2)系统的能量守恒．
(3)对木块和子弹分别利用动能定理．
(4)摩擦产生的内能等于滑动摩擦力的大小与相对路程的乘积． 光滑的水平地面上放着一块质量为M、长度为d的木块，一个质量为m的子弹以水平速度v0射入木块，当子弹从木块中射出来时速度变为v1，子弹与木块的平均摩擦力为f.求：
(1)子弹打击木块的过程中摩擦力对子弹做功为多少？摩擦力对木块做功为多少？
(2)子弹从木块中出来时，木块的位移为多少？
(3)在这个过程中，系统产生的内能为多少？图1－3【名师点评】　(1)摩擦生热的条件：必须存在滑动摩擦力和相对滑行的路程．(2)摩擦生热的大小：Q＝f·s，其中f是滑动摩擦力的大小，s是两个物体的相对路程．(3)静摩擦力可对物体做功，但不能产生内能(因为两物体的相对路程为零)．动量守恒中的临界问题在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体相距最近，避免相碰和物体开始反向运动等临界问题．这类问题的求解关键，是充分利用反证法、极限法分析物体的临界状态，挖掘问题中隐含的临界条件，选取适当的系统和过程，运用动量守恒定律进行解答． (2011年高考山东卷)如图1－4所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度 .(不计水的阻力)图1－4【精讲精析】　设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得
12m·v0＝11m·v1－m·vmin①
10m·2v0－m·vmin＝11m·v2②
为避免两船相撞应满足
v1＝v2③
联立①②③式得
vmin＝4v0.【答案】　4v0