课件28张PPT。一、一维碰撞
两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后 ,
这种碰撞叫做一维碰撞.仍沿这条直线运动三、实验探究方案
实验需要考虑的主要问题:
1.质量的测量:用 测量.
2.速度的测量:有下列三种方案
方案1:利用气垫导轨结合光电门
实验装置如图1所示:图1天平②在两滑块相碰的端面上装上弹性碰撞架(图乙),可以得到能量损失很小的碰撞.在滑块的碰撞端贴胶布,可以增大碰撞时的能量损失.
③在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中,使两个滑块连成一体运动(图丙),这样可以得到能量损失最大的碰撞.(3)器材:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块两个(带挡光片)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等.
方案2:单摆结合机械能守恒定律
实验装置如图3所示:图3(1)速度的测量及计算:可以测量小球拉起的 ,根据机械
能守恒定律算出小球碰撞前对应的速度;测量碰撞后两小球
分别摆起的对应 ,根据机械能守恒定律算出碰撞后对应
的两小球的速度.
(2)碰撞情景的实现:用 的方法增大两小球碰撞时的能
量损失.
(3)器材:带细线的小球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐
标纸、胶布等.角度角度贴胶布刻度尺 (2)碰撞情景的实现:在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥.碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连在一起运动.
(3)器材:光滑长木板、打点计时器、纸带、刻度尺、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥等.四、实验步骤
不论采用哪种方案,实验过程均可按实验方案合理安排,参考步骤如下:
1.用 测量相关碰撞物体的质量m1、m2.
2.安装实验装置.
3.使物体发生一维碰撞.
4.测量或读出碰撞前、后相关的物理量,计算对应的速度.
5.改变碰撞条件,重复步骤3、4.
6.进行数据处理,通过分析比较,找出碰撞中的“不变量”.
7.整理器材,结束实验.天平五、数据处理
将实验中测得的物理量填入下表,填表时需注意物体碰撞后运动的速度与原来速度方向相反的情况.六、误差分析
1.系统误差:主要来源于装置本身是否符合要求,即:
(1)碰撞是否为一维碰撞.
(2)实验中是否合理控制实验条件,如气垫导轨是否水平,两球是否等大,长木板实验是否平衡摩擦力.
2.偶然误差:主要来源于对质量m和速度v的测量.七、注意事项
1.前提条件:碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”.
2.方案提醒:
(1)若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时,注意利用水平仪确保导轨水平.
(2)若利用摆球进行实验,两小球静止时球心应在同一水平线上,且刚好接触,摆线竖直,将小球拉起后,两条摆线应在同一竖直平面内.
(3)若利用长木板进行实验,可在长木板的一端下垫一小木片用以平衡摩擦力.
3.探究结论:寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变.【例1】 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图5所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成.图5(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通光电计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞,碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2,两滑块通过光电门后依次被制动;图6答案 能课件28张PPT。[目标定位] 1.理解动量的概念,知道动量和动量变化量均为矢量,会计算一维情况下的动量变化量.2.知道冲量的概念,知道冲量是矢量.3.理解动量定理的确切含义,掌握其表达式.4.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象.1.定义
运动物体的 和 的乘积叫动量;公式p= ;
单位: ,符号: .
2.矢量性
方向与 相同.运算遵循 定则.mv质量速度千克·米/秒kg·m/s平行四边形速度的方向3.动量的变化量
(1)定义:物体在某段时间内 与 的矢量差
(也是矢量),Δp= (矢量式).
(2)动量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量都用带有正、负号的数值表示,从而将矢量运算简化为 运算(此时的正、负号仅
代表方向,不代表大小).末动量初动量p′-p代数【深度思考】
质量相同的两个物体动能相同,它们的动量也一定相同吗?
答案 不一定.动量是矢量,有方向,而动能是标量,无方向.质量相同的两个物体动能相同,速度大小一定相同,但速度方向不一定相同.【例1】 关于动量的概念,下列说法中正确的是
( )
A.动量大的物体,惯性一定大
B.动量大的物体,运动一定快
C.动量相同的物体,运动方向一定相同
D.动量相同的物体,动能也一定相同答案 C【例2】 羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s,假设球飞来的速度为50 m/s,运动员将球以100 m/s的速度反向击回.设羽毛球的质量为10 g,试求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;
(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量.1.定义:力与 的乘积.公式:I= .
单位: ,符号: .
2.矢量性:方向与 相同.
3.物理意义:反映力的作用对 的积累.力的作用时间Ft牛顿·秒N·s力的方向时间【深度思考】
水平面上的物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图1所示,求0~8 s时间内拉力的冲量.图1图2答案 见解析1.内容:物体在一个过程始、末的 等于它在
这个过程中所受 .
2.公式: 或 .动量变化量力的冲量mv′-mv=F(t′-t)p′-p=I3.动量定理的理解:
(1)动量定理的表达式mv′-mv=F·Δt是 (填“矢
量”或“标量”)式,等号包含了大小相等、方向相同两
方面的含义.
(2)动量定理反映了 是动量变化的原因.
(3)公式中的F是物体所受的 ,若合外力是变力,
则F应是合外力在作用时间内的 .矢量合外力的冲量合外力平均值【深度思考】
在日常生活中,有不少这样的例子:跳高时在下落处要放厚厚的海绵垫子,跳远时要跳在沙坑中,这样做的目的是什么?
答案 物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小,这样做可以延长作用的时间,以减小地面对人的冲击力.【例4】 篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球.接球时,两臂随球迅速收缩至胸前,这样做可以
( )
A.减小球对手的冲量
B.减小球对人的冲击力
C.减小球的动量变化量
D.减小球的动能变化量解析 篮球运动员接球的过程中,手对球的冲量等于球的动量的变化量,大小等于球入手时的动量,接球时,两臂随球迅速收缩至胸前,并没有减小球对手的冲量,也没有减小球的动量变化量,更没有减小球的动能变化量,而是因延长了手与球的作用时间,从而减小了球对人的冲击力,B正确.
答案 B答案 1 400 N 7 700 N课件22张PPT。[目标定位] 1.理解系统、内力、外力的概念.2.掌握动量守恒定律的内容及表达式,理解其守恒的条件.3.会用动量守恒定律解决实际问题.1.系统:相互作用的 物体组成了一个力学系
统.
2.内力:同一系统中,物体间的相互作用力.
3.外力:系统 物体对系统施加的作用力.两个或多个以外的1.内容
如果一个系统 ,或者 ,
这个系统的总动量保持不变.
2.表达式
对两个物体组成的系统,常写成:
p1+p2= 或m1v1+m2v2= .
3.成立条件
系统 或所受外力矢量和 .不受外力所受外力的矢量和为零p1′+p2′m1v1′+m2v2′不受外力为零【深度思考】
(1)对某一系统来说一个力是内力,在另一情况下这个力能变成外力吗?
(2)如图1所示,甲、乙、丙三辆车碰撞发生追尾事故.图1①选甲、乙两车为系统,丙对乙的力是内力还是外力?甲和乙组成的系统动量守恒吗?
②选甲、乙、丙三车为系统,丙对乙的力是内力还是外力?三车组成的系统动量守恒吗?
答案 (1)能.内力是系统内物体之间的作用力,一个力是内力还是外力不是固定的,要看选择的系统,当选择的系统发生变化时,这个力可能就会由内力变为外力,所以是内力还是外力关键看选择的系统.
(2)①外力 不守恒 ②内力 守恒图2答案 BCD2.特别注意:系统内各物体的动量必须相对于同一参考系,一般都是选地面为参考系,即各物体的速度都是相对地面的.
(1)矢量性:公式中的v1、v2、v1′和v2′都是 量,只有它
们在同一直线上,并先选定 ,确定各速度的正、负
(表示方向)后,才能用代数方法运算.
(2)相对性:速度具有相对性,公式中的v1、v2、v1′和v2′
应是相对同一参考系的速度,一般取相对 的速度.矢正方向地面(3)同时性:相互作用前的总动量,这个“前”是指相互作用前同一时刻,v1、v2均是此时刻的瞬时速度,同理,v1′和v2′应是相互作用后同一时刻的瞬时速度.
(4)普适性:动量守恒定律是一个独立的实验定律,它适用于目前为止物理学研究的 领域.一切图3课件21张PPT。[目标定位] 1.了解反冲运动及反冲运动的典型事例.2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动.3.了解火箭的飞行原理及决定火箭最终速度大小的因素.1.定义:一个静止的物体在 的作用下分裂为两个部分,一
部分向某个方向运动,另一部分必然向 的方向运动的
现象.
2.特点:
(1)反冲运动是物体的不同部分在 作用下产生的结果.
(2)反冲运动中,相互作用力一般较大,通常可以用
来处理.相反动量守恒定律内力内力3.反冲现象的应用及防止
(1)应用:农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷
出时,一边喷水一边 来自动改变喷水的方向.
(2)防止:用枪射击时,由于枪身的反冲会影响射击的 ,
所以用步枪射击时要把枪身抵在 ,以减少反冲的影响.旋转准确性肩部【深度思考】
假如在月球上建一飞机场,应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢?
答案 喷气式飞机是靠喷出自身携带的气体而做反冲运动的;螺旋桨飞机靠螺旋桨转动时桨面与周围空气发生相互作用而获得向上的动力.因为月球上没有气体,所以只能配置喷气式飞机.1.工作原理
应用 运动,其反冲过程 守恒.它靠向后喷出
的气流的反冲作用而获得 的速度.反冲动量向前2.影响火箭获得速度大小的因素
(1)喷气速度:
现代液体燃料火箭的喷气速度约为 m/s.
(2)火箭的质量比:
指火箭起飞时的质量与 之
比.现代火箭的质量比一般小于 .
喷气 越大, 越大,火箭获得的速度越大.2 000~4 000火箭除燃料外的箭体质量10速度质量比1.“人船模型”问题
两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒.在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的问题归为“人船模型”问题.课件23张PPT。[目标定位] 1.进一步熟练应用动量守恒定律解决问题.2.综合应用动量和能量观点解决力学问题. 解决爆炸类问题时,要抓住以下三个特征:
1.动量守恒:由于爆炸是在 的时间内完成的,爆炸系
统内的相互作用力 系统受到的外力,所以在爆炸
过程中,系统的动量守恒.
2.动能增加:在爆炸过程中,由于有其他形式的能量(如化
学能)转化为动能,因此爆炸后系统的总动能 .极短远大于增加3.位置不变:爆炸的时间极短,因而作用过程中,物体发生的位移很小,一般可忽略不计,可以认为爆炸后,物体仍然从爆炸的位置以新的动量开始运动.【例1】 从某高度自由下落一个质量为M的物体,当物体下落h时,突然炸裂成两块,已知质量为m的一块碎片恰能沿竖直方向回到开始下落的位置,求:
(1)刚炸裂时另一块碎片的速度;
(2)爆炸过程中有多少化学能转化为碎片的动能?1.把滑块、滑板看作一个整体,摩擦力为 (填“外力”
或“内力”),则在光滑水平面上滑块和滑板组成的系
统 .
2.由于摩擦生热,机械能转化为 ,则系统机械能
(填“守恒”或“不守恒”).应由能量守恒
求解问题.内力动量守恒内能不守恒【例2】 如图1所示,在光滑的水平面上有一质量为M的长木板,以速度v0向右做匀速直线运动,将质量为m的小铁块轻轻放在木板上的A点,这时小铁块相对地面速度为零,小铁块相对木板向左滑动.由于小铁块和木板间有摩擦,最后它们之间相对静止,已知它们之间的动摩擦因数为μ,问:图11.子弹打木块的过程很短暂,认为该过程内力 外
力,则系统 .
2.在子弹打木块过程中摩擦生热,则系统机械能 (填
“守恒”或“不守恒”),机械能向 转化.
3.若子弹不穿出木块,则二者最后有共同速度,机械能损
失 .远大于动量守恒不守恒内能最多图21.对于弹簧类问题,如果相互作用过程发生在光滑水平面上,在作用过程中,系统合外力为 ,满足动量 .
2.整个过程往往涉及弹性势能、动能、内能、重力势能等多种形式的能的转化,应用 解决此类问
题.零守恒能量守恒定律图3课件21张PPT。[目标定位] 1.加深对动量守恒定律的理解.2.进一步练习用动量守恒定律解决问题.1.动量守恒定律成立的条件
动量守恒定律的研究对象是 的物体组成的系统,其成
立的条件可理解为:
(1)理想条件: .
(2)实际条件: .
(3)近似条件:系统所受 比相互作用的 小得多.
(4)推广条件:系统所受外力之和不为零,但在 ,系
统不受外力或所受外力的矢量和为零,则系统在 上动
量守恒.相互作用系统不受外力系统所受合外力为零外力内力某一方向上这一方向2.动量守恒定律的五性
动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一.它
是一个实验定律,应用时应注意其: 性、 性、
性、 性、 性.系统矢量相对同时普适【例1】 (多选)质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图1所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是
( )图1答案 BC图2图3(1)若甲将箱子以速度v推出,甲的速度v1为多少?(用字母表示)
(2)设乙抓住迎面滑来的速度为v的箱子后反向运动,乙抓住箱子后的速度v2为多少?(用字母表示)
(3)若甲、乙最后不相撞,甲、乙的速度应满足什么条件?箱子被推出的速度至少多大?图4