高中物理 模塊綜合 復合場中的特殊物理模型課件 新人教版選修3-1 (97)

1、 光滑桌面上有光滑桌面上有A A、B B兩個小球。球兩個小球。球A A的質量為的質量為0.3 kg0.3 kg, ,以以8 m/s8 m/s的速度跟質量的速度跟質量0.1 kg0.1 kg的靜止的球的靜止的球B B發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞, ,碰撞后碰撞后球球B B的速度變?yōu)榈乃俣茸優(yōu)? m/s9 m/s, ,球球A A的速度變?yōu)榈乃俣茸優(yōu)? m/s5 m/s, ,方向與原來相方向與原來相同。根據數(shù)據同。根據數(shù)據, ,小明對碰撞規(guī)律做了如下幾項猜想。小明對碰撞規(guī)律做了如下幾項猜想。 1 1、碰撞后球、碰撞后球B B獲得了速度獲得了速度, ,是否是球是否是球A A把速度傳遞給球把速度傳遞給球B B？2

2、2、碰撞后球、碰撞后球B B獲得了動能獲得了動能, ,是否是球是否是球A A把動能傳遞給球把動能傳遞給球B B？3 3、請你根據以上實驗數(shù)據猜想：有一個什么物理量、請你根據以上實驗數(shù)據猜想：有一個什么物理量, ,在在 這次碰撞中這次碰撞中, ,球球B B所增加的這個量與球所增加的這個量與球A A所減小的這個所減小的這個 量相等？請計算表明。量相等？請計算表明。思考題：思考題： 最先提出動量具有守恒性思想的是法國科最先提出動量具有守恒性思想的是法國科學家學家笛卡兒笛卡兒 , ,把運動物體的質量和速率的乘積叫把運動物體的質量和速率的乘積叫做動量做動量, ,忽略了動量的方向性。忽略了動量的方向性。

3、16681668年年, ,惠更斯惠更斯明確提出動量的守恒性和方明確提出動量的守恒性和方向性。向性。 牛頓牛頓把笛卡兒的定義做了修改把笛卡兒的定義做了修改, ,明確的用物明確的用物體的質量和速度的乘積叫做動量更清楚的表示體的質量和速度的乘積叫做動量更清楚的表示動量的守恒性和方向性動量的守恒性和方向性有關動量的發(fā)展史有關動量的發(fā)展史閱讀教材回答下列問題閱讀教材回答下列問題 一、動量一、動量1、概念：、概念：在物理學中在物理學中, ,物體的物體的質量質量m m和和速度速度v v的乘積叫做的乘積叫做動量動量。2、定義式：、定義式：p= m v4、單位：、單位：千克米每秒千克米每秒, ,符號是符號是 k

4、gkgm/sm/s5、對動量的理解：、對動量的理解：（1 1）矢量性）矢量性運算遵照平行四邊形定則運算遵照平行四邊形定則（2 2）瞬時性）瞬時性狀態(tài)量狀態(tài)量（3 3）相對性）相對性物體的動量與物體的動量與參照物參照物的選擇有關的選擇有關（方向與速度方向相同）（方向與速度方向相同）3、物理意義：、物理意義：從動力學的角度描述物體運動的狀態(tài)討論一下動量和動能的關系討論一下動量和動能的關系1 1、都是描述物體運動過程中某一時刻的狀態(tài)。、都是描述物體運動過程中某一時刻的狀態(tài)。2 2、動量是矢量、動量是矢量, ,動能是標量動能是標量3 3、定量關系、定量關系22kPmE討論一下動量和動能的關系討論一下動

5、量和動能的關系212KEmVpmV 動量發(fā)生變化時動量發(fā)生變化時, ,動能不一定發(fā)生變化動能不一定發(fā)生變化 動能發(fā)生變化時動能發(fā)生變化時, ,動量一定發(fā)生變化動量一定發(fā)生變化動量發(fā)生變化速度大小改變方向不變速度大小不變方向改變速度大小和方向都改變動能改變動能改變動能不變動能不變動能改變動能改變試討論以下幾種運動的動量變化情況試討論以下幾種運動的動量變化情況物體做勻速直線運動物體做勻速直線運動物體做自由落體運動物體做自由落體運動物體做平拋運動物體做平拋運動物體做勻速圓周運動物體做勻速圓周運動動量大小、方向均不變動量大小、方向均不變動量方向不變動量方向不變, ,大小隨時間而增大大小隨時間而增大動量

6、方向時刻改變動量方向時刻改變, ,大小隨時間而增大大小隨時間而增大動量方向時刻改變動量方向時刻改變, ,大小不變大小不變二、動量的變化量二、動量的變化量1.1.定義：定義：2.2.表達式：表達式：注意方向21PPPm V方向與方向與v v的方向相同的方向相同物體的末動量減去初動量物體的末動量減去初動量, ,叫做叫做動量的變化量。動量的變化量。例例1、一個質量是、一個質量是0.1kg的鋼球的鋼球,以以6m/s的速度的速度水平向右運動水平向右運動,碰到一個堅硬物后被彈回碰到一個堅硬物后被彈回,沿著沿著同一直線以同一直線以6m/s的速度水平向左運動（如的速度水平向左運動（如圖）圖）,碰撞前后鋼球的動

7、量各是多少？碰撞前碰撞前后鋼球的動量各是多少？碰撞前后鋼球的動量變化了多少？后鋼球的動量變化了多少？例例2、一質量為、一質量為0.5kg的木塊以的木塊以10m/s速度沿傾角為速度沿傾角為300的光滑斜面向上滑動（設斜面足夠長）的光滑斜面向上滑動（設斜面足夠長）, 求木求木塊在塊在1s末的動量末的動量 和和3s內的動量變化量的大小？內的動量變化量的大小？（g=10m/s2）參考答案：參考答案：2.5 kg m/s 7.5 kg m/s思考：在運算動量變化量時應該注意什么？思考：在運算動量變化量時應該注意什么？例例3 3、兩小球的質量分別是、兩小球的質量分別是m m1 1和和m m2 2, ,且且

8、m m1 1=2m=2m2 2, ,當它們的動能相等時當它們的動能相等時, ,它它們的動量大小之比是們的動量大小之比是 _._.2 :1答案：例例4 4、質量為、質量為10kg10kg的物體的物體, ,當其速率由當其速率由3m/s3m/s變?yōu)樽優(yōu)?m/s4m/s時時, ,它的動量變化量它的動量變化量pp的大小不可能的是（的大小不可能的是（ ）A A、10kgm/s B10kgm/s B、50kgm/s50kgm/sC C、70kgm/s D70kgm/s D、90kgm/s90kgm/s參考答案：參考答案：D地面光滑地面光滑, ,小球以小球以V V做勻速直線運動。做勻速直線運動。動量不變動量不

9、變發(fā)生碰撞后發(fā)生碰撞后, ,小球反彈。小球反彈。動量變化動量變化引起小球動量變化的原因是什么？引起小球動量變化的原因是什么？發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞小球受到力的作用小球受到力的作用單個物體單個物體對于單個物體對于單個物體,動量不變的條件是：動量不變的條件是：力力外界對物體施外界對物體施加的力加的力,簡稱外簡稱外力力力力 碰撞后碰撞后, ,A A、B B小球各自動量有沒有變化？小球各自動量有沒有變化？ 碰撞后碰撞后, ,A A、B B小球的總動量是否發(fā)生變化？小球的總動量是否發(fā)生變化？ 將將ABAB看作一個系統(tǒng)看作一個系統(tǒng), ,相互作用力可以看相互作用力可以看作系統(tǒng)內力作系統(tǒng)內力, ,則系統(tǒng)受到的外力為

10、零。則系統(tǒng)受到的外力為零。兩個物體兩個物體三、動量守恒定律三、動量守恒定律1 1、內容、內容 一個系統(tǒng)不受外力或受到外力一個系統(tǒng)不受外力或受到外力 的合力為零的合力為零, ,這個系統(tǒng)的動量保持這個系統(tǒng)的動量保持 不變不變, ,這個結論叫做動量守恒定律這個結論叫做動量守恒定律. .2 2、表達式、表達式 m1v1+ m2v2 = m1v/1+ m2v/23 3、條件、條件系統(tǒng)不受外力或受到外力的合力為零系統(tǒng)不受外力或受到外力的合力為零. .p1+ p2= p1/+ p2/ p1+p2= 0 p1= -p2 （ p1/ - p1）+ （p2/ - p2） = 0具體表現(xiàn)為以下幾種情況：具體表現(xiàn)為以

11、下幾種情況：系統(tǒng)不受外力；系統(tǒng)不受外力；系統(tǒng)受到外力系統(tǒng)受到外力,但外力的合力為零；但外力的合力為零；具體表現(xiàn)為以下幾種情況：具體表現(xiàn)為以下幾種情況：GG具體表現(xiàn)為以下幾種情況：具體表現(xiàn)為以下幾種情況：要求一：正確判斷系統(tǒng)動量是否守恒；要求一：正確判斷系統(tǒng)動量是否守恒；要求二：正確運用守恒條件解決實際問題；要求二：正確運用守恒條件解決實際問題； 關于動量守恒的條件關于動量守恒的條件,正確是正確是( )A只要系統(tǒng)內存在摩擦力只要系統(tǒng)內存在摩擦力,動量不可能守恒動量不可能守恒B只要系統(tǒng)內某個物體做加速運動只要系統(tǒng)內某個物體做加速運動,動量就不守恒動量就不守恒C只要系統(tǒng)所受合外力恒定只要系統(tǒng)所受合外

12、力恒定,動量守恒動量守恒D只要系統(tǒng)所受外力的合力為零只要系統(tǒng)所受外力的合力為零,動量守恒動量守恒D 例例 1例例 2例例 3 質量為質量為m1的貨車在平直軌道上以的貨車在平直軌道上以V的速度的速度運動運動,碰上質量為碰上質量為m2的一輛靜止貨車的一輛靜止貨車,它們碰撞它們碰撞后結合在一起繼續(xù)運動后結合在一起繼續(xù)運動,判斷貨車在碰撞過程判斷貨車在碰撞過程中系統(tǒng)動量是否守恒。中系統(tǒng)動量是否守恒。例例 4m 1m 2 如圖如圖,木塊和彈簧相連放在光滑的水平面木塊和彈簧相連放在光滑的水平面上上,子彈子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊沿水平方向射入木塊后留在木塊B內內,入射時間極短入射時間極短,之后木塊

13、將彈簧壓縮之后木塊將彈簧壓縮,關于子彈關于子彈和木塊組成的系統(tǒng)和木塊組成的系統(tǒng),下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）例例 5A從子彈開始射入到彈簧壓縮到最短的過程中從子彈開始射入到彈簧壓縮到最短的過程中, 系統(tǒng)動量守恒系統(tǒng)動量守恒B子彈射入木塊的過程中子彈射入木塊的過程中,系統(tǒng)動量守恒系統(tǒng)動量守恒C木塊壓縮彈簧的過程中木塊壓縮彈簧的過程中,系統(tǒng)動量守恒系統(tǒng)動量守恒D上述任何一個過程動量均不守恒上述任何一個過程動量均不守恒 B 例例 5 地面光滑地面光滑, ,質量為質量為mm的小球從半徑為的小球從半徑為R R、光、光滑的半圓槽（質量為滑的半圓槽（質量為MM）的）的A A點由靜止滑下點由靜

14、止滑下, ,A A、B B等高等高, ,如圖所示如圖所示, ,當當mm運動到槽的最低點時運動到槽的最低點時, ,請請判斷從判斷從A A點運動到點運動到c c點過程中點過程中, ,動量是否守恒。動量是否守恒。 例例 6A A、B B 兩個小球發(fā)生碰撞兩個小球發(fā)生碰撞, ,判斷系統(tǒng)動量是否守恒：判斷系統(tǒng)動量是否守恒：1 1、地面光滑、地面光滑系統(tǒng)不受外力或受到外力的合力為零系統(tǒng)不受外力或受到外力的合力為零. .條件條件2 2、地面不光滑、地面不光滑守守 恒恒不能確定不能確定例例 71 1、若地面光滑、若地面光滑, ,則燒斷細線后則燒斷細線后, ,系統(tǒng)動量是否守恒？系統(tǒng)動量是否守恒？mA mB 3 2A A、B B 兩輛小車之間連接一根被壓縮了的彈簧后兩輛小車之間連接一根被壓縮了的彈簧后用細線栓住用細線栓住, ,現(xiàn)繞斷細線。現(xiàn)繞斷細線。2 2、若地面不光滑、若地面不光滑, ,它們與地面間的動摩擦因數(shù)相同它們與地面間的動摩擦因數(shù)相同, , 則燒斷細線后則燒斷細線后, ,系統(tǒng)動量是否守恒？系統(tǒng)動量是否守恒？守守 恒恒不守恒不守恒例例 8 如圖如圖4 4所示所示, ,已知已知 mA mB 3 2, ,原來靜止在小原來靜止在小車車C C上上, ,它們與小車上表面間的動摩擦因數(shù)相同它們與小車上表面間的動摩擦因數(shù)相同,