人教版高二物理第十六章 第3节 动量守恒定律 25张PPT.pptx
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1、动量守恒定律,陈满书上饶中学物理组,一、系统内力和外力,系统由多个(至少两个)物体组成的研究对象内力:系统内部物体施加的作用力外力:系统外部物体施加的作用力例如重力、地面支持力,问题:如图所示,在水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别为m1和m2,沿同一直线向相同的方向运动,速度分别为v1和v2,v2v1。当第二个小球追上第一个小球时两球碰撞。碰撞后的速度分别为v1和v2。碰撞过程第一个小球所受第二个球对它的作用力是F1,第二个球所受第一个球对它的作用力是F2,试用牛顿定律分析碰撞过程。,二、动量守恒定律,根据牛顿第二定律,碰撞过程中1、2两球的加速度分别是,根据牛顿第三定律,F1、F2等大反
2、向,即F1=-F2所以,碰撞时两球间的作用时间极短,用t表示,则有,,,代入,并整理得,这就是动量守恒定律的表达式。,,,常见的形式,对由A、B两物体组成的系统有:,定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算。,1.内容:相互作用的几个物体组成的系统,如果不受外力作用,或它们受到的外力之和为零,则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。,二、动量守恒定律,3.动量守恒定律的适用条件,内力不改变系统的总动量,外力才能改变系统的总动量,在下列三种情况下,可以使用动量守恒定律:,(1)系统不受外力或所受外力的矢量和为零。,(2)系统所受外力远小于内力,
3、如碰撞或爆炸瞬间,外力可以忽略不计。,(3)系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零,或外力远小于内力,则该方向动量守恒(分动量守恒)。,二、动量守恒定律,应用时需注意区分内力和外力,内力不改变系统的总动量,外力才能改变系统的总动量。,4.注意点:,矢量性:动量守恒方程是一个矢量方程。,瞬时性:动量是个瞬时量,动量守恒是指系统任意两个时刻的动量恒定。,同一性:由于动量的大小与参考系的选择有关,应注意各物体的速度必须是相对同一参考系的速度,一般以地面为参考系。,二、动量守恒定律,思考:用细线拴接一小球在竖直平面做圆周运动,小球从最高点运动一周后又回到最高点。初、末状态动量是否相同?小球的动量守
4、恒吗?(忽略一切阻力),例1.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是()A枪和子弹组成的系统,动量守恒B枪和车组成的系统动量守恒C枪、弹、车三者组成的系统动量守恒D枪、弹、车三者组成的系统,因枪和子弹间有摩擦力,故动量不守恒,C,例2.在列车编组站里,一辆m1=1.8104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2104kg的静止货车,它们碰撞后结合在一起继续运动,求货车碰撞后的运动速度。,答案:0.9m/s,(1)明确题意,明确研究对象;(2)受力分析,判断是否守恒;(3)确定动量守恒系统的作用前总
5、动量和作用后总动量;(4)选定正方向根据动量守恒定律列出方程;(5)解方程,得出结论。,三、动量守恒定律解题的一般步骤:,2.爆炸过程初状态是指炸弹将要爆炸前瞬间的状态,末状态是指爆炸力刚停止作用时的状态,只要抓住过程的初末状态,即可根据动量守恒定律列式求解。,四、关于爆炸问题,1.爆炸问题的特点最简单的爆炸问题是质量为M的物体,炸裂成两块,这样我们就可以认为未炸裂前是由质量为m和(M-m)的两块组成。爆炸过程时间短,爆炸力很大,炸裂的两块间的内力远大于它们所受的重力,所以可认为爆炸前后系统的动量守恒。,例3.一枚在空中飞行的火箭,质量为m,在某点的速度为v,方向水平,燃料即将耗尽。火箭在该点
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