動量守恒定律復(fù)習課件4

動量守恒定律復(fù)習課件4.第一頁，共70頁?！舅季S驅(qū)動】

下列四幅圖所反映的物理過程中，系統(tǒng)動量守恒的是()．動量、動量守恒定律及其應(yīng)用Ⅱ(考綱要求)

第一頁第二頁，共70頁。解析A中子彈和木塊的系統(tǒng)在水平方向不受外力，豎直方向所受合力為零，系統(tǒng)動量守恒；B中在彈簧恢復(fù)原長過程中，系統(tǒng)在水平方向始終受墻的作用力，系統(tǒng)動量不守恒；C中木球與鐵球的系統(tǒng)所受合力為零，系統(tǒng)動量守恒；D中木塊下滑過程中，斜面始終受擋板作用力，系統(tǒng)動量不守恒．答案AC第二頁第三頁，共70頁?！局R存盤】1．動量 (1)定義：運動物體的質(zhì)量和

的乘積叫做物體的動量，通常用p來表示． (2)表達式：p＝

. (3)單位：

. (4)標矢性：動量是矢量，其方向和

方向相同．2．動量守恒定律 (1)內(nèi)容：如果一個系統(tǒng)

，或者

，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這就是動量守恒定律．速度mvkg·m/s速度不受外力所受外力的矢量和為0第三頁第四頁，共70頁。(2)表達式①p＝

，系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后的總動量p′.②m1v1＋m2v2＝ ，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．③Δp1＝ ，相互作用的兩個物體動量的增量等大反向．④Δp＝

，系統(tǒng)總動量的增量為零．p′m1v1′＋m2v2′－Δp20第四頁第五頁，共70頁。3．動量守恒定律的適用條件 (1)理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，則系統(tǒng)動量守恒． (2)近似守恒：系統(tǒng)受到的合力不為零，但當內(nèi)力遠大于外力時，系統(tǒng)的動量可近似看成守恒． (3)分方向守恒：系統(tǒng)在某個方向上所受合力為零時，系統(tǒng)在該方向上動量守恒．第五頁第六頁，共70頁。動量守恒定律的“五性”條件性首先判斷系統(tǒng)是否滿足守恒條件相對性公式中v1、v2、v1′、v2′必須相對于同一個慣性系同時性公式中v1、v2是在相互作用前同一時刻速度，v1′、v2′是相互作用后同一時刻的速度第六頁第七頁，共70頁。矢量性應(yīng)先選取正方向，凡是與選取的正方向一致的動量為正值，相反為負值普適性不僅適用低速宏觀系統(tǒng)，也適用于高速微觀系統(tǒng)第七頁第八頁，共70頁?！舅季S驅(qū)動】

A球的質(zhì)量是m，B球的質(zhì)量是2m，它們在光滑的水平面上以相同的動量運動．B在前，A在后，發(fā)生正碰后，A球仍朝原方向運動，但其速率是原來的一半，碰后兩球的速率比vA′∶vB′為()． A．1∶2 B．1∶3 C．2∶1 D．2∶3彈性碰撞和非彈性碰撞Ⅰ(考綱要求)

第八頁第九頁，共70頁。第九頁第十頁，共70頁?！局R存盤】1．碰撞 (1)概念：碰撞是指物體間的相互作用持續(xù)時間

，而物體間相互作用力

的現(xiàn)象． (2)特點：在碰撞現(xiàn)象中，一般都滿足內(nèi)力

外力，可認為相互碰撞的系統(tǒng)動量守恒．很短很大遠大于第十頁第十一頁，共70頁。(3)分類c動量是否守恒機械能是否守恒彈性碰撞守恒非彈性碰撞守恒有損失完全非彈性碰撞守恒損失守恒最大第十一頁第十二頁，共70頁。2.反沖現(xiàn)象 (1)在某些情況下，原來系統(tǒng)內(nèi)物體具有相同的速度，發(fā)生相互作用后各部分的末速度不再相同而分開．這類問題相互作用的過程中系統(tǒng)的動能

，且常伴有其他形式能向動能的轉(zhuǎn)化． (2)反沖運動的過程中，如果合外力為零或外力的作用遠小于物體間的相互作用力，可利用動量守恒定律來處理．增大第十二頁第十三頁，共70頁。3．爆炸問題 爆炸與碰撞類似，物體間的相互作用力很大，且

系統(tǒng)所受的外力，所以系統(tǒng)動量

，爆炸過程中位移很小，可忽略不計，作用后從相互作用前的位置以新的動量開始運動.遠大于守恒第十三頁第十四頁，共70頁。實驗：驗證動量守恒定律

【思維驅(qū)動】

在做“驗證動量守恒定律”實驗時，入射球a的質(zhì)量為m1，被碰球b的質(zhì)量為m2，小球的半徑為r，各小球的落地點如圖13-1-1所示，下列關(guān)于這個實驗的說法正確的是 ()．圖13-1-1第十四頁第十五頁，共70頁。A．入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相等的小球B．讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下C．要驗證的表達式是m1·ON＝m1·OM＋m2·OPD．要驗證的表達式是m1·OP＝m1·OM＋m2·ONE．要驗證的表達式是m1(OP－2r)＝m1(OM－2r)＋m2·ON第十五頁第十六頁，共70頁。解析在此裝置中，應(yīng)使入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量，防止入射球反彈或靜止，故A錯；入射球每次必須從斜槽的同一位置由靜止?jié)L下，保證每次碰撞都具有相同的初動量，故B錯；兩球做平拋運動時都具有相同的起點，故應(yīng)驗證的關(guān)系式為：m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，D對，C、E錯．答案D第十六頁第十七頁，共70頁?！局R存盤】1．實驗原理

在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v′，找出碰撞前的動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動量是否守恒．第十七頁第十八頁，共70頁。2．實驗器材 方案一：氣墊導(dǎo)軌、光電計時器、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥等． 方案二：帶細線的擺球(兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等． 方案三：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥． 方案四：斜槽、小球(兩個)、天平、復(fù)寫紙、白紙等．第十八頁第十九頁，共70頁。3．實驗步驟 方案一：利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實驗(如圖13-1-2所示)圖13-1-2第十九頁第二十頁，共70頁。(1)測質(zhì)量：用天平測出滑塊質(zhì)量．(2)安裝：正確安裝好氣墊導(dǎo)軌．(3)實驗：接通電源，利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質(zhì)量．②改變滑塊的初速度大小和方向)．(4)驗證：一維碰撞中的動量守恒．第二十頁第二十一頁，共70頁。方案二：利用等長懸線懸掛等大小球完成一維碰撞實驗(如圖13-1-3所示) (1)測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量m1、m2. (2)安裝：把兩個等大小球用等長懸線懸掛起來． (3)實驗：一個小球靜止，拉起另一個小球，放下時它們相碰．圖13-1-3第二十一頁第二十二頁，共70頁。(4)測速度：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應(yīng)小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應(yīng)小球的速度．(5)改變條件：改變碰撞條件，重復(fù)實驗．(6)驗證：一維碰撞中的動量守恒．第二十二頁第二十三頁，共70頁。方案三：在光滑桌面上兩車碰撞完成一維碰撞實驗(如圖13-1-4所示) (1)測質(zhì)量：用天平測出兩小車的質(zhì)量． (2)安裝：將打點計時器固定在光滑長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車的后面，在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥． (3)實驗：接通電源，讓小車A運動，小車B靜止，兩車碰撞時撞針插入橡皮泥中，把兩小車連接成一體運動．圖13-1-4第二十三頁第二十四頁，共70頁。第二十四頁第二十五頁，共70頁。方案四：利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律(如圖13-1-5所示)圖13-1-5第二十五頁第二十六頁，共70頁。(1)測質(zhì)量：用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球．(2)安裝：按照圖1-1-5所示安裝實驗裝置．調(diào)整固定斜槽使斜槽底端水平．(3)鋪紙：白紙在下，復(fù)寫紙在上且在適當位置鋪放好．記下重垂線所指的位置O.(4)放球找點：不放被撞小球，每次讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次．用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點圈在里面．圓心P就是小球落點的平均位置．第二十六頁第二十七頁，共70頁。(5)碰撞找點：把被撞小球放在斜槽末端，每次讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實驗10次．用步驟4的方法，標出碰后入射小球落點的平均位置M和被撞小球落點的平均位置N.如圖13-1-6所示．圖13-1-6第二十七頁第二十八頁，共70頁。(6)驗證：連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度．將測量數(shù)據(jù)填入表中．最后代入m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立．(7)結(jié)束：整理好實驗器材放回原處

第二十八頁第二十九頁，共70頁?？键c一動量守恒定律的應(yīng)用【典例1】(2012·山東卷，38(2))

如圖13-1-7所示，光滑水平軌道上有三個木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA＝3m、mB＝mC＝m，開始時，B、C均靜止，A以初速度v0向右運動，A與B碰撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變．求B與C碰撞前B的速度大?。畧D13-1-7第二十九頁第三十頁，共70頁。第三十頁第三十一頁，共70頁。【變式跟蹤1】如圖13-1-8所示， 一質(zhì)量為M的平板車B放在光滑 水平面上，在其右端放一質(zhì)量 為m的小木塊A，M＝5m，A、B間存在摩擦，現(xiàn)給A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A開始向左運動，B開始向右運動，最后A不會滑離B，求A、B最后的速度大小和方向．圖13-1-8第三十一頁第三十二頁，共70頁。第三十二頁第三十三頁，共70頁。借題發(fā)揮1．動量守恒定律的適用條件 (1)前提條件：存在相互作用的物體系． (2)理想條件：系統(tǒng)不受外力． (3)實際條件：系統(tǒng)所受合外力為0. (4)近似條件：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠大于系統(tǒng)所受外力．第三十三頁第三十四頁，共70頁。2．動量守恒定律的解題步驟第三十四頁第三十五頁，共70頁?？键c二動量守恒和能量守恒的綜合應(yīng)用【典例2】

(2012·課標全國卷，35) 如圖13-1-9所示，小球a、b用等長細 線懸掛于同一固定點O.讓球a靜止 下垂，將球b向右拉起，使細線水平． 從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺 動，此后細線與豎直方向之間的最大偏角為60°.忽略空氣阻力，求：圖13-1-9 (1)兩球a、b的質(zhì)量之比； (2)兩球在碰撞過程中損失的機械能與球b在碰前的最大動能之比．第三十五頁第三十六頁，共70頁。第三十六頁第三十七頁，共70頁。第三十七頁第三十八頁，共70頁?！咀兪礁?】如圖13-1-10所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為m1與m2，m1<m2，由輕質(zhì)彈簧相連接置于水平光滑桌面上，用一輕繩把兩滑塊拉至最近，使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)后綁緊．兩滑塊一起以恒定的速率v0向右滑動，突然輕繩斷開，當彈簧伸至本身的自然長度時，滑塊A的速度正好為0.求繩斷開到第一次恢復(fù)自然長度的過程中彈簧釋放的彈性勢能Ep.圖13-1-10第三十八頁第三十九頁，共70頁。第三十九頁第四十頁，共70頁。借題發(fā)揮1．動量守恒定律的三個表達式： (1)作用前后都運動的兩個物體組成的系統(tǒng)：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′. (2)原來靜止的兩物體(爆炸、反沖等)：0＝m1v1＋m2v2. (3)作用后兩物體共速：m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v.第四十頁第四十一頁，共70頁。2．動量、能量問題解題思路第四十一頁第四十二頁，共70頁。備課札記第四十二頁第四十三頁，共70頁。考點三碰撞模型的規(guī)律及應(yīng)用【典例3】質(zhì)量為m、速度為v的A球與質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰．碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是 ()． A．0.6v B．0.4v

C．0.2v D．v第四十三頁第四十四頁，共70頁。第四十四頁第四十五頁，共70頁。第四十五頁第四十六頁，共70頁?！咀兪礁?】在光滑的水平面上，有a、b

兩球，其質(zhì)量分別為ma、mb，兩球在t0

時刻發(fā)生正碰，并且在碰撞過程中無機 械能損失，兩球在碰撞前后的速度圖象 如圖13-1-11所示，下列關(guān)系正確的是 ()． A．ma>mb B．ma<mb C．ma＝mb D．無法判斷圖13-1-11第四十六頁第四十七頁，共70頁。第四十七頁第四十八頁，共70頁。借題發(fā)揮1．碰撞現(xiàn)象滿足的規(guī)律 (1)動量守恒定律． (2)機械能不增加． (3)速度要合理． ①若碰前兩物體同向運動，則應(yīng)有v后>v前，碰后原來在前的物體速度一定增大，若碰后兩物體同向運動，則應(yīng)有v前′≥v后′. ②碰前兩物體相向運動，碰后兩物體的運動方向不可能都不改變．第四十八頁第四十九頁，共70頁。第四十九頁第五十頁，共70頁。一、動量是否守恒的判斷1．(2013·銀川模擬)一顆子彈 水平射入置于光滑水平面上的 木塊A并留在其中，A、B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起，如圖13-1-12所示．則在子彈打擊木塊A及彈簧被壓縮的過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)()． A．動量守恒，機械能守恒 B．動量不守恒，機械能守恒 C．動量守恒，機械能不守恒 D．無法判定動量、機械能是否守恒圖13-1-12第五十頁第五十一頁，共70頁。解析動量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，本題中子彈、木塊、彈簧組成的系統(tǒng)，水平方向上不受外力，豎直方向上受合外力之和為零，所以動量守恒．機械能守恒的條件是系統(tǒng)除重力、彈力做功外，其他力對系統(tǒng)不做功，本題中子彈穿入木塊瞬間有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(發(fā)熱)，所以系統(tǒng)的機械能不守恒．故C選項正確．A、B、D錯誤．答案C第五十一頁第五十二頁，共70頁。2．(2013·廣東汕尾月考)如圖13-1-13 所示，一內(nèi)外側(cè)均光滑的半圓柱槽 置于光滑的水平面上．槽的左側(cè)有 一豎直墻壁．現(xiàn)讓一小球(可認為質(zhì)點)自左端槽口A點的正上方從靜止開始下落，與半圓槽相切并從A點進入槽內(nèi)，則下列說法正確的是()．圖13-1-13第五十二頁第五十三頁，共70頁。A．小球離開右側(cè)槽口以后，將做豎直上拋運動B．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，只有重力對小球做功C．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機械能守恒D．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)水平方向上的動量不守恒第五十三頁第五十四頁，共70頁。解析小球從下落到最低點的過程中，槽沒有動，與豎直墻之間存在擠壓，動量不守恒；小球經(jīng)過最低點往上運動的過程中，斜槽與豎直墻分離，水平方向動量守恒；全過程中有一段時間系統(tǒng)受豎直墻彈力的作用，故全過程系統(tǒng)水平方向動量不守恒，選項D正確；小球離開右側(cè)槽口時，水平方向有速度，將做斜拋運動，選項A錯誤；小球經(jīng)過最低點往上運動的過程中，斜槽往右運動，斜槽對小球的支持力對小球做負功，小球?qū)π辈鄣膲毫π辈圩稣?，系統(tǒng)機械能守恒，選項B錯而C對．答案CD第五十四頁第五十五頁，共70頁。二、動量守恒定律的應(yīng)用3．如圖13-1-14所示，在水平光 滑直導(dǎo)軌上，靜止著三個質(zhì)量均 為m＝1kg的小球A、B、C.現(xiàn)讓A球以vA＝4m/s的速度向右、B球以vB＝2m/s的速度向左同時相向運動，A、B兩球碰撞后粘合在一起繼續(xù)向右運動，再跟C球碰撞，C球的最終速度為vC＝1m/s.求： (1)A、B兩球跟C球相碰前的共同速度． (2)A、B兩球跟C球相碰后的速度．圖13-1-14第五十五頁第五十六頁，共70頁。第五十六頁第五十七頁，共70頁。4．(2011·山東卷，38)如圖13-1-15所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運動，速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞．乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度．(不計水的阻力)圖13-1-15第五十七頁第五十八頁，共70頁。解析設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后船的速度為v1，甲船上的人接到貨物后船的速度為v2，由動量守恒定律得12mv0＝11mv1－mvmin ①10m×2v0－mvmin＝11mv2 ②為避免兩船相撞應(yīng)滿足v1＝v2 ③聯(lián)立①②③式得vmin＝4v0 ④答案4v0第五十八頁第五十九頁，共70頁。三、碰撞規(guī)律的應(yīng)用5．質(zhì)量為m的小球A以速度v0在光滑水平面上運動，與質(zhì)量為2m的靜止小球B發(fā)生對心碰撞，則碰撞后小球A的速度大小vA和小球B的速度大小vB可能為 ()．第五十九頁第六十頁，共70頁。第六十頁第六十一頁，共70頁。四、動量守恒和能量守恒的綜合應(yīng)用6．圖13-1-16所示，光滑水平面上有A、B兩個物體，A物體的質(zhì)量mA＝1kg，B物體的質(zhì)量mB＝4kg，A、B兩個物體分別與一個輕彈簧拴接，B物體的左端緊靠豎直固定墻壁，開始時彈簧處于自然長度，A、B兩物體均處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)用大小為F＝10N的水平恒力向左推A，將彈簧壓縮了20cm時，A的速度恰好為0，然后撤去水平恒力，求： (1)運動過程中A物體的最大速度． (2)運動過程中B物體的最大速