§动量守恒定律.ppt

* §16.3　动量守恒定律 实验研究： 创设物理情景 在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1v2。经过一段时间t后，m1追上m2，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1′和v2′,问： ①两个小球在碰撞过程中各受到什么力的作用？ N1 G1 N2 G2 F1 F2 系统 内力 外力 系统：有相互作用的物体构成一个系统 内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力 外力：外部其他物体对系统的作用力 创设物理情景 在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1v2。经过一段时间t后，m1追上m2，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1′和v2′,问： ②两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力F1和F2有什么关系？（大小、方向） 创设物理情景 在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1v2。经过一段时间t后，m1追上m2，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1′和v2′,问： ③写出碰撞过程中每个小球所受到的合外力的冲量和每个小球动量的变化? 创设物理情景 在光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1v2。经过一段时间t后，m1追上m2，两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1′和v2′,问： ④根据牛顿第三定律和动量定理，你能推导得到一个怎么样的表达式？ 思考：在光滑的桌面上有一辆平板车，一个木块紧贴在平板车的上表面，以水平速度v被滑到平板车 上，最后木块和平板车以共同的速度v ′移动，木块滑上平板车前后，木块和平板车的总动量是否守恒？ 思考：二人在冰面上相推，它们的动量守恒吗？ 这些过程动量也守恒吗？ 思考与讨论 （1）子弹、木块和弹簧（质量不可忽略）组成的系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中动量是否守恒 ？ （2）木块和弹簧组成的系统呢？ B A 木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，然后将弹簧压缩到最短。 C N1 G N3 N2 系统 内力 外力 思考与讨论 （3）假如将墙和弹簧去掉，木块和子弹组成的系统在子弹射入过程中动量守恒吗？ 思考与讨论 （4）假如将墙去掉，而换作另一块木块，问两木块、子弹和弹簧组成的系统动量是否守恒 ？ 思考与讨论 系统 N1 N2 N4 N7 G 内力 N6 N3 N5 N8 外力 结论：假如将墙去掉，而换作另一块木块，两木块、子弹和弹簧组成的系统外力矢量和为零，动量守恒 。 判断下列过程系统的动量是否守恒: A.如图(a)所示，光滑水平地面上有一大炮，斜向上发射一枚弹丸的过程； B.如图(b)所示，粗糙水平面上有两个物体，压紧它们之间的一根轻弹簧，在弹簧弹开的过程中； C.如图(c)所示，光滑水平面上有一斜面体，将另一物体从斜面的顶端释放，在物体下滑的过程中。 思考与讨论 小结 ①动量定理研究的往往是单个物体； 动量守恒定律研究的对象是相互作用的系统。 ②内力与外力判断的依据是施力物体。 ③系统动量守恒的条件是： （1）系统不受外力或受外力的矢量和为零。 （2）系统中内力远远大于外力。 （3）系统总体动量不守恒，但在某个方向上守恒。 ④动量守恒定律不仅适用于宏观物体的低速运动，对微观现象的高速运动仍然适用。 例1、在光滑的桌面上有一辆质量为M=4kg的平板车，一个质量为m=1kg的木块紧贴在平板车的上表面，以水平速度10m/s滑到平板车上，最后木块和平板车以共同的速度移动，求这个共同的速度。 课堂练习 例2、质量为40kg的小车上站着一个质量为60kg的人，小车与人一起在光滑的水平轨道上以1m/s的速度运动。求： （1）若人相对地面以2m/s的速度水平向车后方跳出，车的速度变为多少？ （2）若人相对地面以2m/s的速度水平向车前方跳出，车的速度又变为多少？ 课堂练习 例3、如图所示，质量为m的子弹，以速度v水平射入用轻绳悬挂在空中的木块，木块的质量为M，绳长为L，子弹停留在木块中，求子弹射入木块后的瞬间绳子中张力的大小。 课堂练习 例4、质量为M的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h=0.20m，木块离台的右端L=1.7m。质量为m=0.10M的子弹以v0=180m/s的速度水平射向木块，并以v=90m/s的速度水平射出，木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为s=1.6m，求木块与台面间的动摩擦因数为μ。 课堂练习 例5、在光滑的水平面上有两个静止小车，车上各站着一个运动员，