動量守恒定律及其應用高三一輪復習PPT課件

1、一、動量守恒定律1 1、內容：、內容： 一個系統(tǒng)不受外力一個系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，或所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變這個系統(tǒng)的總動量保持不變的。的。這就是動量守恒定律。這就是動量守恒定律。 第1頁/共29頁2、表達式1 1221 122(2)mvm vmvm v12(3) pp (4)0p (1)pp 系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互 作用后的總動量p。 相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng)，作用前的動量和等于作用后的動量和。 相互作用的兩個物體動量的變化量等大反向。系統(tǒng)總動量的增量為零。 第2頁/共29頁3 3、動量守恒定律的適用條件、動量守恒定律的適用條件(1)系統(tǒng)不受外

2、力或系統(tǒng)所受外力之和為零系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力之和為零，是系統(tǒng)動量守恒的條件。第3頁/共29頁 (2)如果系統(tǒng)所受外力之和不為零，而且如果系統(tǒng)內的相互作用力遠大于作用于系統(tǒng)的如果系統(tǒng)內的相互作用力遠大于作用于系統(tǒng)的外力，或者外力作用的時間極短，這時外力的外力，或者外力作用的時間極短，這時外力的沖量就可以忽略不計，可以近似地認為系統(tǒng)的沖量就可以忽略不計，可以近似地認為系統(tǒng)的動量守恒。動量守恒。人船問題。人船問題。碰撞碰撞第4頁/共29頁 (3)若系統(tǒng)所受外力之和不為零，但在某在某一方向上的外力之和為零，則在該方向上系統(tǒng)一方向上的外力之和為零，則在該方向上系統(tǒng)動量守恒。動量守恒。 第5頁/共2

3、9頁例1(2018安徽六安市一中段考)如圖所示將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上，槽的左側有一固定在水平面上的物塊。今讓一小球自左側槽口A的正上方從靜止開始落下，與圓弧槽相切自A點進入槽內，則以下結論中正確的是()第6頁/共29頁二、動量守恒定律的應用應用動量守恒定律的解題步驟1、根據(jù)題意確定研究對象：由兩個或幾個物體組成的物體系。2、分析研究對象受力情況，判斷是否滿足動量守恒條件。 3、分析各個物體的初狀態(tài)和末狀態(tài)，確定相應的動量。4、在一維的情況下，應選取合適的正方向。5、最后根據(jù)動量守恒定律列方程并求解 。第7頁/共29頁第8頁/共29頁第9頁/共29頁三、碰撞問題是動量守恒定律的重要應用

4、1對碰撞的理解(1)發(fā)生碰撞的物體間一般作用力很大，作用時間很短；各物體作用前后各自動量變化顯著；物體在作用時間內位移可忽略。(2)即使碰撞過程中系統(tǒng)所受合外力不等于零，由于內力遠大于外力，作用時間又很短，故外力的作用可忽略，認為系統(tǒng)的動量是守恒的。第10頁/共29頁（1 1） 、 完全非彈性碰撞：完全非彈性碰撞： 運動學特征：運動學特征：碰后兩物體粘在一起碰后兩物體粘在一起；典型問題如子彈打典型問題如子彈打木塊。木塊。 動力學特征：動力學特征：動量守恒，機械能不守恒，動能損失最多。動量守恒，機械能不守恒，動能損失最多。 m m1 1v v1010+m+m2 2v v2020=(m=(m1 1

5、+m+m2 2) v) v22010212122122022101)()(2)(212121vvmmmmvmmvmvmsfEk損21202101mmvmvmv2、分類第11頁/共29頁2. 2. 一般非彈性碰撞一般非彈性碰撞 在非彈性碰撞過程中，物體發(fā)生的形變不能完全恢復，有一部分動能轉化為內能，碰撞前后系統(tǒng)的動能減少。動力學特征：動力學特征：動量守恒，機械能不守動量守恒，機械能不守恒且減少。恒且減少。 m m1 1v v1010+m+m2 2v v2020=m=m1 1v v1 1+m+m2 2v v2 2 ；)()()(2)()(2)()(2)2121()2121(212220102121

6、212212122010212122221122022101vvvvmmmmvvmmmmvvmmmmvmvmvmvmsfEk損第12頁/共29頁3. 3. 完全彈性碰撞完全彈性碰撞 在彈性碰撞過程中，物體發(fā)生的形變能夠完全恢復，沒有能量損失，碰撞前后系統(tǒng)動能不變。 動力學特征：動力學特征：動量守恒，機械能守恒。動量守恒，機械能守恒。 由 兩式得 22112211vmvmvmvm22221122221121212121vmvmvmvm211212212mmvmmvmv212121122mmvmmvmv第13頁/共29頁則由則由 兩式得兩式得特例若特例若 v v2 2=0 =0 若m1m2，則v1

7、0，v2v1即兩球碰撞后速度互換；若m1m2，則v10，v20，碰后兩球均向前運動；若m1m2，則v10，碰后質量小的被反彈回來。第14頁/共29頁第15頁/共29頁第16頁/共29頁四、爆炸與反沖問題四、爆炸與反沖問題動力學特征：動力學特征：動量守恒，機械能不守恒且增加。動量守恒，機械能不守恒且增加。 1爆炸 (1)爆炸中的動量守恒 爆炸過程中物體間的相互作用力是變力，作用時間很短，作用力很大，遠大于系統(tǒng)受到的外力，可以用動量守恒定律來處理。 (2)爆炸中的能量 因為有其他形式的能轉化為動能，所以系統(tǒng)的動能會增加。 (3)爆炸后的運動狀態(tài) 在空中沿水平方向運動的物體，如果爆炸后分裂成兩塊，前

8、面一塊做平拋運動時，后面一塊可能做同向或反向的平拋運動，也可能做自由落體運動。第17頁/共29頁2反沖(1)定義：當一個物體向某個方向射出物體的一部分時，這個物體的剩余部分將向相反的方向運動，這種現(xiàn)象叫作反沖運動。(2)反沖中的動量守恒反沖過程中物體間的相互作用力是變力，作用時間很短，作用力很大，遠大于系統(tǒng)受到的外力，可以用動量守恒定律來處理。(3)反沖中的能量因為有其他形式的能轉化為動能，所以系統(tǒng)的動能會增加。第18頁/共29頁 例4以與水平方向成60角斜向上的初速度v0射出的炮彈，到達最高點時因爆炸分成質量分別為m和2m的兩塊，其中質量為2m的一塊沿著原來的方向以2v0的速度飛行。求： (

9、1)質量較小的那一塊彈片速度的大小和方向； (2)爆炸過程中有多少化學能轉化為炮彈的動能？第19頁/共29頁第20頁/共29頁第21頁/共29頁第22頁/共29頁第23頁/共29頁五、反沖運動的應用“人船模型”1.“人船模型”問題兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時，若所受外力的矢量和為零，則動量守恒.在相互作用的過程中，任一時刻兩物體的速度大小之比等于質量的反比.這樣的問題歸為“人船模型”問題.第24頁/共29頁2.人船模型的特點(1)兩物體滿足動量守恒定律：m1v1 m2v2(2)運動特點：人動船動，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它們質量的反比；人船平均速度(瞬時速度)比等于它們質量的反比，即第25頁/共29頁例6如圖所示，長為L、質量為M的小船停在靜水中，質量為m的人從靜止開始從船頭走到船尾，不計水的阻力，求船和人相對地面的位移各為多少？解：設任一時刻人與船速度大小分別為v1、v2，作用前都靜止.因整個過程中動量守恒，所以有mv1Mv2兩邊乘以時間t有第26頁/共29頁借題發(fā)揮“人船模型”是利用平均動量守恒求解的一類問題，解決這類問題應明確：(1)適用條件：系統(tǒng)由兩個物體組成且相互作用前靜止，系統(tǒng)總動量為零；在系統(tǒng)內發(fā)生相對運動的過程中至少有一個方向的