动量守恒定律--课件2.优秀PPT.ppt
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1、动量守恒定律动量守恒定律其次课时课时课时2动量守恒定律成立的条件动量守恒定律成立的条件动量守恒定律成立的条件是系统不受外力,或所受外动量守恒定律成立的条件是系统不受外力,或所受外力矢量和为力矢量和为0.但是实际应用中其受力状况分一下三种:但是实际应用中其受力状况分一下三种:1、系统不受外力,或者所受外力和为零、系统不受外力,或者所受外力和为零2、系统所受的外力比相互用的内力小很多,以致、系统所受的外力比相互用的内力小很多,以致可以忽视外力的影响,则系统的动量守恒。可以忽视外力的影响,则系统的动量守恒。3、系统整体上不满足动量守恒的条件,但是在某、系统整体上不满足动量守恒的条件,但是在某一特定方
2、向上,系统不受外力或所受外力远小于内一特定方向上,系统不受外力或所受外力远小于内力,则系统沿这一方向的分动量守恒。力,则系统沿这一方向的分动量守恒。应用动量守恒定律解决问题的基本思路应用动量守恒定律解决问题的基本思路明确探讨对象明确探讨对象进行受力分析进行受力分析选定正方向、确定初末状态选定正方向、确定初末状态建立方程计算建立方程计算解决碰撞问题须同时遵守的三个原则解决碰撞问题须同时遵守的三个原则:三三.物理情景可行性原则物理情景可行性原则碰撞前:碰撞前:碰撞后:碰撞后:在前面运动的物体的速度确定不在前面运动的物体的速度确定不小于在后面运动的物体的速度小于在后面运动的物体的速度二二.能量不增加
3、的原则能量不增加的原则一一.系统动量守恒原则系统动量守恒原则例如:追逐碰撞例例质质量量相相等等的的A、B两两球球在在光光滑滑水水平平面面上上沿沿始始终终线线向向同同一一方方向向运运动动,A球球的的动动量量为为 PA 7kgm s,B球球 的的 动动 量量 为为 PB=5kgms,当当A球球追追上上B球球发发生生碰碰撞撞,则则碰碰撞后撞后A、B两球的动量可能为两球的动量可能为()ABCDA子弹打木块模型子弹打木块模型 题题11设质量为设质量为m m 的子弹以初速度的子弹以初速度v v0 0射向静止在光滑水平面上射向静止在光滑水平面上的质量为的质量为M M 的木块并留在其中,设木块对子弹的阻力恒为
4、的木块并留在其中,设木块对子弹的阻力恒为f f。问题问题1子弹、木块相对静止时的速度子弹、木块相对静止时的速度v问题问题2子弹在木块内运动的时间子弹在木块内运动的时间问题问题3子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度问题问题4系统损失的机械能、系统增加的内能系统损失的机械能、系统增加的内能问题问题5要使子弹不穿出木块,木块至少多长?(要使子弹不穿出木块,木块至少多长?(v0、m、M、f确定)确定)问题问题1子弹、木块相对静止时的速度子弹、木块相对静止时的速度v解:从动量的角度看解:从动量的角度看,以以m m和和M M组成的系统为探讨对象组成的系统为探
5、讨对象,根根据动量守恒据动量守恒 问题问题2子弹在木块内运动的时间子弹在木块内运动的时间以子弹为探讨对象以子弹为探讨对象,由牛顿运动定律和运动学公式可得由牛顿运动定律和运动学公式可得:问题问题3子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度子弹、木块发生的位移以及子弹打进木块的深度对子弹用动能定理:对子弹用动能定理:对木块用动能定理:对木块用动能定理:、相减得:相减得:故子弹打进故子弹打进木块的深度木块的深度:问题问题4系统损失的机械能、系统增加的内能系统损失的机械能、系统增加的内能系统损失的机械能系统损失的机械能系统增加的内能系统增加的内能因此:因此:问题问题5要使子弹不穿出木块,木块至少多长?
6、要使子弹不穿出木块,木块至少多长?(v0、m、M、f确定)确定)子弹不穿出木块的长度:子弹不穿出木块的长度:例例1、子弹以确定的初速度射入放在光滑水平面子弹以确定的初速度射入放在光滑水平面上的木块中,并共同运动下列说法中正确的是:上的木块中,并共同运动下列说法中正确的是:()A、子弹克服阻力做的功等于木块动能的增加与摩、子弹克服阻力做的功等于木块动能的增加与摩擦生的热的总和擦生的热的总和B、木块对子弹做功的确定值等于子弹对木块做的功、木块对子弹做功的确定值等于子弹对木块做的功C、木块对子弹的冲量大小等于子弹对木块的冲量、木块对子弹的冲量大小等于子弹对木块的冲量D、系统损失的机械能等于子弹损失的
7、动能和子弹、系统损失的机械能等于子弹损失的动能和子弹对木块所做的功的差对木块所做的功的差ACD如图示,在光滑水平桌面上静置一质量为如图示,在光滑水平桌面上静置一质量为M=980克的克的长方形匀质木块,现有一颗质量为长方形匀质木块,现有一颗质量为m=20克的子弹以克的子弹以v0=300m/s的水平速度沿其轴线射向木块,结果子弹的水平速度沿其轴线射向木块,结果子弹留在木块中没有射出,和木块一起以共同的速度运动。留在木块中没有射出,和木块一起以共同的速度运动。已知木块的长度为已知木块的长度为L=10cm,子弹打进木块的深度为,子弹打进木块的深度为d=6cm,设木块对子弹的阻力保持不变。,设木块对子弹
8、的阻力保持不变。(1)求子弹和木块的共同的速度以及它们在此过程中)求子弹和木块的共同的速度以及它们在此过程中所增加的内能。所增加的内能。(2)若要使子弹刚好能够穿出木块,其初速度)若要使子弹刚好能够穿出木块,其初速度v0应有应有多大?多大?v0将将质质量量为为 m m=2 2 kg kg 的的物物块块,以以水水平平速速度度 v v0 0 =5m/s 5m/s 射射到到静静止止在在光光滑滑水水平平面面上上的的平平板板车车上上 ,小小车车的的质质量量为为M=8 kg M=8 kg,物块与小车间的摩擦因数物块与小车间的摩擦因数=0.4,=0.4,取取 g=10 m/sg=10 m/s2 2.(1)(
9、1)物块抛到小车上经过多少时间两者相对静止物块抛到小车上经过多少时间两者相对静止?(2)(2)在此过程中小车滑动的距离是多少在此过程中小车滑动的距离是多少?(3)(3)整个过程中有多少机械能转化为内能整个过程中有多少机械能转化为内能?v0变形变形求小车至少多长滑块才不滑出?求小车至少多长滑块才不滑出?1.滑块与小车的临界问题滑块与小车的临界问题滑块与小车是一种常见的相互作用模型,如图所示,滑滑块与小车是一种常见的相互作用模型,如图所示,滑块冲上小车后,滑块做减速运动,小车做加速运动,滑块冲上小车后,滑块做减速运动,小车做加速运动,滑块刚好不滑出小车的临界条件是:块刚好不滑出小车的临界条件是:1
10、、滑块到达小车末端时,滑块与小车、滑块到达小车末端时,滑块与小车的速度相同。的速度相同。2、当滑块在小车上滑行的、当滑块在小车上滑行的距离最远距离最远时,时,滑块与小车相对静止,滑块与小滑块与小车相对静止,滑块与小车两物体的车两物体的速度必相等速度必相等。结论结论如图所示,一质量为如图所示,一质量为M的平板车的平板车B放在光滑放在光滑水平面上,在其右端放一质量为水平面上,在其右端放一质量为m的小木块的小木块A,mM,A、B间动摩擦因数为间动摩擦因数为,现给,现给A和和B以大小相等、方向相反的初速度以大小相等、方向相反的初速度v0,使使A起先向左运动,起先向左运动,B起先向右运动,最终起先向右运
11、动,最终A不不会滑离会滑离B,求:,求:(1)A、B最终的速度大小和方向;最终的速度大小和方向;(2)从地面上看,小木块向左运动到离动)从地面上看,小木块向左运动到离动身点最远处时,平板车向右运动的位移大身点最远处时,平板车向右运动的位移大小。小。(1)由)由A、B系统动量守恒定律得:系统动量守恒定律得:Mv0-mv0=(M+m)v 所以所以v=v0方向向右方向向右(2)A向左运动速度减为零时,到达最远处,此时向左运动速度减为零时,到达最远处,此时板车移动位移为板车移动位移为s,速度为速度为v,则由动量守恒定律得:则由动量守恒定律得:Mv0-mv0=Mv对板车应用动能定理得:对板车应用动能定理
12、得:-mgs=Mv2-Mv02联立联立解得:解得:s=v022 2、质量均为、质量均为2kg2kg的物体的物体A A、B B,在,在B B物物体上固定一轻弹簧体上固定一轻弹簧,则则A A以速度以速度6m/s6m/s碰上弹碰上弹簧并和速度为簧并和速度为3m/s3m/s的的B B相碰相碰,则碰撞中则碰撞中ABAB相相距最近时距最近时ABAB的速度为多少的速度为多少?弹簧获得的最大弹簧获得的最大弹性势能为多少?弹性势能为多少?课堂练习课堂练习2.涉及弹簧的临界问题涉及弹簧的临界问题对于如图所示的有弹簧组成的系统,当物体对于如图所示的有弹簧组成的系统,当物体a与弹簧与弹簧作用后,物体作用后,物体a做减
13、速运动,物体做减速运动,物体b做加速运动,二者做加速运动,二者间的距离渐渐减小,弹簧压缩量渐渐增大,在二者间间的距离渐渐减小,弹簧压缩量渐渐增大,在二者间发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短(或二发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短(或二者间距最小)时的临界条件是:者间距最小)时的临界条件是:两个物体速度必需相同两个物体速度必需相同(大小、方向大小、方向)。结论结论 4、如图所示,质量为如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的滑块静止在光滑的水平桌面上,滑块的光滑弧面底部与桌的水平桌面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为面相切,一个质量为m的小球以速度的小球以速度v0向滑向滑块滚来
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