动量守恒定律的应用课件

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1、动量守恒定律（二）动量守恒定律（二）1 1、内容：、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。定律。2 2、表达式：、表达式：3 3、守恒条件：、守恒条件：（1 1）系统的合外力为零）系统的合外力为零（2 2）当内力远大于外力，作用时间非常短时。）当内力远大于外力，作用时间非常短时。如碰撞、爆炸、反冲等。如碰撞、爆炸、反冲等。（3 3）当某一方向合外力为零时，这一方向的动）当某一方向合外力为零时，这一方向的动量守恒。量守恒。动量守恒定律的典型应用动量守恒定律

2、的典型应用1 1、子弹打木块类的问题：、子弹打木块类的问题：2 2、某一方向动量守恒：、某一方向动量守恒：3 3、平均动量守恒、平均动量守恒4 4、多个物体组成的系统、多个物体组成的系统5 5、动量守恒定律中的临界问题：、动量守恒定律中的临界问题：6 6、动量守恒定律归纳法：、动量守恒定律归纳法：例例1 1：如图所示的装置中，：如图所示的装置中，木块木块B B与水平桌面间的接与水平桌面间的接触是光滑的，子弹触是光滑的，子弹A A沿水沿水平方向射入木块后留在平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹木块和弹木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此

3、系统在簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（程中（）A.A.动量守恒动量守恒 C.C.动量先守恒后不守恒动量先守恒后不守恒 B.B.机械能守恒机械能守恒 D.D.机械能先守恒后不守恒机械能先守恒后不守恒BVC C例例2 2：如图，在：如图，在光滑的水平台子光滑的水平台子上静止着一块长上静止着一块长0.5m0.5m质量为质量为1kg1kg的木板，另有一块质量为的木板，另有一块质量为1kg1kg的铜块，铜块的底的铜块，铜块的底面边长较小，相对于面边长较小，相对于0.5m0.5m的板长可略去不计。的板长可略

4、去不计。在某一时刻，铜块以在某一时刻，铜块以3m/s3m/s的瞬时速度滑上木板，的瞬时速度滑上木板，问铜块和木板间的动摩擦因数至少是多大铜块问铜块和木板间的动摩擦因数至少是多大铜块才不会从板的右端滑落？（设平台足够长，木才不会从板的右端滑落？（设平台足够长，木板在这段时间内不会掉落）（板在这段时间内不会掉落）（g g取取10m/s10m/s2 2）解：选向右为正方向，铜块在木板上滑动时木块解：选向右为正方向，铜块在木板上滑动时木块与铜块组成系统的动量守恒，与铜块组成系统的动量守恒，mvmv0 0=(M+m)v=(M+m)v v=1.5m/sv=1.5m/s 根据能量守恒：根据能量守恒：第二教材

5、第二教材P5 P5 借题发挥；借题发挥；第二教材第二教材P6 P6 第第1414题题第二教材第二教材P6 P6 第第1111题题2.某一方向动量守恒某一方向动量守恒 例题例题3 3：某炮车的质量为：某炮车的质量为M M，炮弹的质量为，炮弹的质量为m m，炮，炮弹射出炮口时相对于地面的速度为弹射出炮口时相对于地面的速度为v v，设炮车最，设炮车最初静止在地面上，若不计地面对炮车的摩擦力，初静止在地面上，若不计地面对炮车的摩擦力，炮车水平发射炮弹时炮车的速度为炮车水平发射炮弹时炮车的速度为 。若炮。若炮身的仰角为身的仰角为，则炮身后退的速度为，则炮身后退的速度为 。解：将炮弹和炮身看成一解：将炮弹

6、和炮身看成一个系统，在水平方向不受个系统，在水平方向不受外力的作用，水平方向动外力的作用，水平方向动量守恒。所以：量守恒。所以：0=mv-MV0=mv-MV1 1 VV1 1=mvmv/M/M0=mvcos-MV0=mvcos-MV2 2 VV2 2=mvcosmvcos/M /M 第二教材第二教材P8 P8 例例4 4；第二教材第二教材P8 P8 借题发挥借题发挥3;3;3.平均动量守恒：平均动量守恒：例例4 4：一个质量为：一个质量为M M，底面长为，底面长为b b的三角形劈静止于光滑的水的三角形劈静止于光滑的水平桌面上，如图所示，有一质平桌面上，如图所示，有一质量为量为m m的小球由斜面

7、顶部无初的小球由斜面顶部无初速滑到底部时，劈移动的距离速滑到底部时，劈移动的距离为多大？为多大？mMb解：劈和小球组成的系统在解：劈和小球组成的系统在整个运动过程中都不受水平整个运动过程中都不受水平方向外力，所以系统在水平方向外力，所以系统在水平方向平均动量守恒，劈和小方向平均动量守恒，劈和小球在整个过程中发生的水平球在整个过程中发生的水平位移如图所示，由图见劈的位移如图所示，由图见劈的位移为位移为s s，小球的水平位移为，小球的水平位移为x x，xsbmM则由平均动量守恒得：则由平均动量守恒得：MS=MS=mxmx S+x=b S+x=bS=S=mb/(M+mmb/(M+m)解解:船和人组成

8、的系统整个过程中都不受外力船和人组成的系统整个过程中都不受外力作用，所以系统动量守恒，取人的运动方向为作用，所以系统动量守恒，取人的运动方向为正方向，有正方向，有 例例5:5:静止在水面的船长为静止在水面的船长为L L，质量为，质量为M M，一个质量，一个质量为为m m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离为多少？计水的阻力，船移动的距离为多少？两端同时乘以两端同时乘以t t，得，得即即 m1s1=m2s2m1s1=m2s2，（注意：，（注意：s1s1、s2s2必须是相对同必须是相对同一参照系的位移的大小，通常取地面为参照系）一

9、参照系的位移的大小，通常取地面为参照系）又 s1+s2=L 解得：s1=ML/(M+m)s2=mL/(M+m)4.多个物体组成的系统多个物体组成的系统 例例6 6：在光滑水平面上有一质量：在光滑水平面上有一质量m1=20kgm1=20kg的小车，通的小车，通过一根不可伸长的轻绳与另一质量为过一根不可伸长的轻绳与另一质量为m2=5kgm2=5kg的拖车的拖车相连接，拖车的平板上放一质量为相连接，拖车的平板上放一质量为m3=15kgm3=15kg的物体，的物体，物体与平板间的动摩擦因数为物体与平板间的动摩擦因数为=0.2.=0.2.开始时拖车静开始时拖车静止，绳没有拉紧，如图所示，当小车以止，绳没

10、有拉紧，如图所示，当小车以v0=3m/sv0=3m/s的速的速度前进后，带动拖车运动，且物体不会滑下拖车，度前进后，带动拖车运动，且物体不会滑下拖车，求：求：（1 1）m1m1、m2m2、m3m3最终的运动速度；最终的运动速度；（2)2)物体在拖车的平板上滑动的距离。物体在拖车的平板上滑动的距离。解：在水平方解：在水平方向上，由于整个向上，由于整个系统在运动过程系统在运动过程中不受外力作用，中不受外力作用，故故m1m1、m2m2、m3m3所组成的系统动量守恒，最终三者所组成的系统动量守恒，最终三者的速度相同（设为的速度相同（设为v v）则）则m1v0m3m2欲求欲求m m3 3在在m m2 2

11、上的位移，需知上的位移，需知m m1 1与与m m2 2作用后作用后m m2 2的速的速度，当度，当m m1 1与与m m2 2作用时，作用时，m m3 3通过摩擦力与通过摩擦力与m m2 2作用，作用，只有只有m m2 2获得速度后获得速度后m m3 3才与才与m m2 2作用，因此在作用，因此在m m1 1与与m m2 2作用时，可以不考虑作用时，可以不考虑m m3 3的作用，故的作用，故m m1 1和和m m2 2组成的组成的系统动量也守恒。系统动量也守恒。m m3 3在在m m2 2上移动的距离为上移动的距离为L L，以三物体为系统，由，以三物体为系统，由功能关系可得功能关系可得5.动

12、量守恒定律中的临界问题：动量守恒定律中的临界问题：例例7 7：在光滑的水平：在光滑的水平轨道上有两个半径轨道上有两个半径都是都是r r的小球的小球A A和和B B，质量分别为质量分别为m m和和2m2m，当两球心间的距离大于当两球心间的距离大于L L（L L比比2r2r大的多）时，两球大的多）时，两球间无相互作用力，当两球心距离等于或小于间无相互作用力，当两球心距离等于或小于L L时两球时两球间有恒定斥力间有恒定斥力F F，设，设A A球从较远处以初速球从较远处以初速V V0 0正对静止的正对静止的B B球开始运动（如图）于是两球不发生接触。则球开始运动（如图）于是两球不发生接触。则V V0

13、0必必须满足什么条件？须满足什么条件？LVAB解答：当两球恰好靠近又不发生接触时，最后两球解答：当两球恰好靠近又不发生接触时，最后两球的速度相等，的速度相等，由动量守恒：由动量守恒：mvmv0 0=3mv v=v=3mv v=v0 0/3/3由能量守恒：由能量守恒：LVAB6.动量守恒定律与归纳法专题：动量守恒定律与归纳法专题：例例8 8：人和冰车的总质量为人和冰车的总质量为M M，另有一木球，质量为，另有一木球，质量为m.M:m=31:2,m.M:m=31:2,人坐在静止于水平冰面的冰车上，以人坐在静止于水平冰面的冰车上，以速度速度v v（相对于地面）将原来静止的木球沿冰面推（相对于地面）将

14、原来静止的木球沿冰面推向正前方的固定挡板，球与冰面、车与冰面的摩擦向正前方的固定挡板，球与冰面、车与冰面的摩擦及空气阻力均可忽略不计，设球与挡板碰撞后，反及空气阻力均可忽略不计，设球与挡板碰撞后，反弹速率与碰撞前速率相等，人接住球后再以同样的弹速率与碰撞前速率相等，人接住球后再以同样的速度（相对于地面）将球沿冰面向正前方推向挡板，速度（相对于地面）将球沿冰面向正前方推向挡板，求人推多少次后才能不再接到球？求人推多少次后才能不再接到球？解：人在推球的解：人在推球的过程中动量守恒，过程中动量守恒，只要人往后退的只要人往后退的速度小于球回来速度小于球回来的速度，人就会继续推，直到人后退的速度跟球的速度，人就会继续推，直到人后退的速度跟球的速度相等或者比球回来的速度小。设向右为正的速度相等或者比球回来的速度小。设向右为正方向。则：方向。则：vv第第1 1次推时：次推时：第第2 2次推时：次推时：第第3 3次推时：次推时：第第n n次推时：次推时：把等式的两边分别相加就会得到：把等式的两边分别相加就会得到：要想不接到球，要想不接到球，V Vn n=v=v所以：所以：当推了当推了8 8次，球回来时，人的速度还达不到次，球回来时，人的速度还达不到v v，因此人需要推因此人需要推9 9次。次。