1.3动量守恒定律的案例分析课件沪科版选修3_5:18张PPT

课件18张PPT。第一章 碰撞与动量守恒 4．知道火箭的飞行原理和主要用途，了解我国航空、航天事业的巨大成就。2．认识反冲运动，并能举出几个反冲运动的实例。3．结合动量守恒定律对反冲运动做出解释，进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力。1.深刻理解动量守恒定律，练习用动量守恒定律解决实际问题。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。1、内容2、表达式3、适用条件(1)系统不受外力；(理想条件)(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）(4)系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒.(单向条件)问题1：动量守恒定律的理解审题指导 ③ 本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态分别是什么？①本题中相互作用的系统是什么？②分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条件？ 碰撞前、后地面摩擦力和空气阻力远小于内力动量守恒系统外力内力如图所示，在游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为150kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5m/s；乙同学和他的车的总质量为200kg，碰撞前向左运动，速度的大小为3.9m/s。求碰撞后两车的共同速度。问题2：通过课本案例，你如何分析碰碰车的碰撞？解析设向右为正方向碰撞前的总动量为碰撞后的总动量为由动量守恒定律可得：所以代入数值，得如图所示，在游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为150kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5m/s；乙同学和他的车的总质量为200kg，碰撞前向左运动，速度的大小为3.9m/s。求碰撞后两车的共同速度。问题2：通过课本案例，你如何分析碰碰车的碰撞？m1m2解析设向右为正方向由动量守恒定律可得：所以代入数值，得可知未知核为氦核。问题3：通过课本案例，如何运用动量守恒定律探究未知粒子的性质？一质子以1.0×107m/s的速度向右与一个静止的未知的核碰撞。已知质子的质量是1.67×10-27kg，碰撞后质子以6.0×106m/s的速度反向弹回，未知核以4.0×106m/s的速度向右运动。试确定未知核的“身份”。炮弹发射问题4：你能举出反冲运动应用与防止的一些例子吗？气体喷出是因为球壁对球内气体有作用力的冲量使气体的动量增加，气体对球壁的反作用力冲量使气球的动量也增加。(1)、用动量定理分析：(2)、用动量守恒定律分析：反冲运动是相互作用物体之间的作用力与反作用力产生的效果。反冲过程中，系统的合外力一般不为零；但反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可认为反冲运动中系统动量是守恒的。问题5：把一个气球吹起来，用手握住气球的吹气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。气球为什么会沿气嘴相反方向运动？ 1、速度的反向性2、速度的相对性一静止的质量为M的气球和气体，以对地速度v放出质量m的气体，研究剩余部分和气球相对于地的速度。3、变质量问题：设v方向为正方向,
根据动量守恒定律分析注意问题5：进一步分析气球的运动？ 问题6：神舟七号飞船和火箭为什么能离开地球，升上天空？ 火箭发射喷射出来的燃气的质量为m1，燃料燃尽后火箭的质量为m2，火箭燃气的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度v2为多大？ 在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以发射前、后总动量守恒。 m1 v1 +m2 v2 = 0解析负号表示速度方向与喷出的燃气方向相反多级火箭能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的速度，可用来完成洲际导弹、人造卫星、宇宙飞船的发射工作，但火箭的级数不是越多越好，级数越多构造越复杂，工作的可靠性越差，目前多级火箭一般都是三级。燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比决定问题7：如何分析火箭发射呢？ 一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，喷出的气体相对地面的速度v＝1 000 m/s。设此火箭初始质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力及空气阻力作用的情况下，火箭发动机1s末的速度是多大？以火箭和喷出的20次气体为研究对象，(M－20m)v20－20mv＝0解析根据动量守恒可得火箭发动机1s末的速度大小是13.5m/s拓展——当第3次气体喷出后，火箭的速度多大？设喷出3次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷出的3次气体为研究对象，根据动量守恒定律可得(M－3m)v3－3mv＝0解得问题8：通过课本案例，如何运用动量守恒定律探究火箭的发射问题呢？古代的火箭问题9：你知道我国古代的火箭是什么样的吗？箭上扎一个火药筒，火药筒的前端封闭，火药点燃后生成的燃气以很大的速度从火药筒的尾部向下喷出，火箭由于反冲而向下运动。问题10：你知道现代的火箭与古代的火箭有什么相同和不同之处？现代的火箭与古代的火箭原理相同，都是利用反冲现象来工作的。现代火箭较古代火箭结构复杂的多。 反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．如果小车的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg.
(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度．
(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又如何？根据动量守恒定律可得mv＋(M－m)v′＝0负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，解析系统正方向(1)动量守恒反冲速度大小是0.1 m/s小试牛刀 反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．如果小车的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg.
(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度．
(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又如何？mvcos 60°＋(M－m)v″＝0负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s.解析系统正方向(2)－0.1 m/s水平方向动量守恒小试牛刀 镭(Ra)原子核是不稳定的，它有88个质子和138个中子，会自发地以一定速度放出一个α粒子(α粒子含有2个质子和2个中子)，然后变为氡(Rn)原子核。若质子和中子的质量相等， α粒子在离开镭原子核时具有1.5×107m/s的速度，试求氡原子核具有的速度。α粒子 m1氡(Rn) m2镭(Ra) m审题指导镭(Ra) 、α粒子、氡(Rn)的质量数守恒一个质子或中子的质量为m088m0+138m0=226m02m0+2m0=4m0226m0-4m0=222m0系统动量守恒小试牛刀 镭(Ra)原子核是不稳定的，它有88个质子和138个中子，会自发地以一定速度放出一个α粒子(α粒子含有2个质子和2个中子)，然后变为氡(Rn)原子核。若质子和中子的质量相等， α粒子在离开镭原子核时具有1.5×107m/s的速度，试求氡原子核具有的速度。α粒子 m1氡(Rn) m2镭(Ra) m226m04m0222m0系统动量守恒解析负号表示氡原子核与α粒子的速度方向相反小试牛刀