专题《动量守恒定律和能量守恒》课件(人教版选修3).ppt

1、2020/8/27,1,三、动量守恒定律, 动量守恒定律,1、内容：,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。,2、表达式：p=p,m1v1+m2v2=m1v1+m2v2,p1=-p2,3、适用范围：,普遍适用,4、守恒条件：,系统不受外力或所受外力的矢量和为零。,系统所受外力远小于内力，外力可忽略不计。,系统某一方向满足条件或，则该方向动量守恒。,2020/8/27,2,2020/8/27,3,小结：判断动量是否守恒是应用动量守恒定律解题的关键步骤，应在确定研究对象及过程后结合条件作出判断。,例3、质量为M的小车中挂有一个单摆，摆球的质量为M0，小车和单摆以恒定的速度

2、V0沿水平地面运动，与位于正对面的质量为M1的静止木块发生碰撞，碰撞时间极短，在此过程中，下列哪些说法是可能发生的（ ） A小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别为V1、V2和V3，且满足：（M+M0）V0=MV1+M1V2+M0V3； B摆球的速度不变，小车和木块的速度为V1、V2，且满足：MV0=MV1+M1V2； C摆球的速度不变，小车和木块的速度都为V，且满足：MV0=（M+M1）V； D小车和摆球的速度都变为V1，木块的速度变为V2，且满足： （M+M0）V0=（M+M0）V1+M1V2,2020/8/27,4, 动量守恒定律的应用,1、应用步骤：,确定研究对象及研究过程,应用条件判

3、断动量是否守恒,明确研究过程系统的初末动量,规定正方向，列式求解,当人以与水平方向成 角的速度u斜向后跳出，则车速多大？,当人以相对车的速度u向后水平跳出后 ，则车速多大？,小结：1、公式中所有速度应相对同一参考系（一般以地面为 参考系） 2、相对速度换算公式：V人地=V人车+V车地（这也是矢量式）,当人以相对于车竖直向上跳时，则车速为多大？,2020/8/27,5,例4、质量为M的小车，以速度v0在光滑水平 地面前进，上面站着一个质量为m的人，问： 当人以相对于地面的速度u向后水平跳出后， 则车速为多大？,解：以小车和人组成的系统为研究对象,以小车前进的方向为正方向,人跳出前系统动量为（M+

4、m） v0,人跳出后人的动量为(-mu)，小车的动量为Mv,根据动量守恒可得 （M+m） v0= Mv + (-mu),研究对象,正方向,2020/8/27,6,系统性：动量守恒定律的研究对象是系统，过程的初末状态应就同一个系统而言。,矢量性：动量是矢量，就一维而言在列式时首先要规定正方向。,相对性：动量守恒定律中系统在作用前后的动量都应是相对于同一惯性参考系而言。 （若无特殊说明，选地球为参考系）,同时性：系统在某一时刻的动量，应该是此时刻系统内各部分的瞬时动量的矢量和。,2、动量守恒定律的性质,例5、在平直公路上，质量为M的汽车拖着质量为m的拖车匀速行驶，速度为v，在某一时刻拖车脱钩了，若

5、汽车的牵引力保持不变，则在拖车刚停止运动的瞬间，汽车的速度为多大？,2020/8/27,7,例7、放在光滑水平地面上的小车质量为M.两端各有弹性挡板P和Q,车内表面滑动摩擦因数为,有一质量为m的物体放于车上, 对物体施一冲量,使之获得初速v0向左运动，物体在车内与弹性挡板P和Q来回碰撞若干次后,最终物体的速度为多少?,2020/8/27,8,“人船模型”,若相互作用的两个物体作用前均静止， 则由动量守恒0=m1v1+m2（-v2）可得m1s1=m2s2,注意：式中v、s均指大小且均以地面为参考系,例1、载人气球原静止于高h的高空，气球质量为M，人的质量为m，若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多长

6、？,小结：求解此类问题时，要画出示意图。,例2：如图所示，质量为M的车静止在光滑水平面上，车右侧内壁固定有发射装置。车左侧内壁固定有沙袋。发射器口到沙袋的距离为d，把质量为m的弹丸最终射入沙袋中，这一过程中车移动的距离是_。,S1,S2,四、动量守恒定律的应用,2020/8/27,9,例3、某人质量为m，站在质量为M长为L静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，设水的阻力不计，那么在这段时间内人和船的运动情况是（ ） A人匀加速走动，船则匀加速后退，且两者的速度大小一定相等 B不管人如何走动，在任意时刻两者的速度总是方向相反， 大小与它们的质量成反比 C人走到船尾不再走动，船则继续运动

7、 D. 人走到船尾不在走动,船则停止运动,变式一：求上题中船后退的距离。,变式二：有质量分别为m1和m2的甲、乙两人（已知m1m2），站在质量为M长为L的小船上的左右两端，两人同时相向而行，直到两人互换位置时，求船经过的距离。,2020/8/27,10,例4：一个质量为M，底面长为b的三角形 劈静止于光滑的水平桌面上，如图所示， 有一质量为m的小球由斜面顶部无初速滑 到底部时，劈移动的距离为多大？,变式：若把上题中的斜面换曲面则结果又如何？, 反冲运动,反冲运动的特点：反冲是相互作用物体之间的作用力与反作用力产生的效果，一般满足动量守恒的条件。原静止的系统可以因反冲而运动，原运动的系统会因反冲

8、而使系统内各部分的运动状态改变。,例5、有一颗质量为M的炮弹竖直上升到最高点，爆炸后，在水平方向分裂为两部分，其中质量为m的一块以水平速度V飞出，求爆炸后另一部分的速度大小。,2020/8/27,11,例7、总质量为M的火箭以速度V0沿水平方向飞行，当质量为m的燃气，以相对于火箭为u的速度向后喷出时，火箭的速度为多少？,2020/8/27,12,例8、质量为m=100kg的小船静止在静水面上， 船两端载着m甲 =40kg，m乙=60kg的游泳者，在同一水平线上甲朝左乙朝右同时以相对于岸3m/s的水平速度跳入水中，则小船的运动速度大小为 ，方向向 。,变式一：先后跳呢？,变式二：甲、乙两船的自身

9、质量均为100Kg都静止在静水中。当一个质量为20Kg的小孩相对于水面6m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，则甲、乙两船的速度大小分别为多少？,2020/8/27,13,2020/8/27,14,解决动力学问题的三个基本观点,1力的观点,牛顿运动定律结合 运动学公式,解决力学问题的基本思路和方法,求得：,考虑：,用于：,瞬时关系,运动状态改变的过程,匀变速运动，包括匀变速直线和平抛（类平抛）运动，及圆周运动的瞬时关系；,动量与能量综合,2020/8/27,15,2.动量及能量观点,研究：,物体或系统运动过程中状态的改变 ，对变化过程的细节不需要进行研究。,关心：,运动状态变化及引起变化

10、的原因,动量定理,不涉及物体运动过程中的加速度，而涉及运动时间的问题，特别是对于作用时间短且力随时间变化的如：打击、碰撞一类问题。,外力和为零的系统，如碰撞、反冲、爆炸等问题,动量守恒,不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题，而涉及位移，无论是恒力还是变力问题。,动能定理,只有重力和弹力做功而又不涉及运动过程的加速度和时间问题,机械能守恒,涉及两物体相对滑动的距离,功能关系,2020/8/27,16,变式一、质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过高度h1到达沙坑表面，又下降高度h2停在沙坑里。求：沙对小球的平均阻力。,变式二、质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过高度h到达沙坑表面，又经过

11、时间t停在沙坑里。求：沙对小球的平均阻力。,练一练：步步高 P91 应用4-1 P92应用1-1 应用2-2 P94 随堂反馈 第2题,2020/8/27,17,例3：质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘，质量为m的小物块B沿桌面向A运动以速度v0与之发生正碰（碰撞时间极短）。碰后A离开桌面，其落地点离出发点的水平距离为L。碰后B反向运动。求B后退的距离。已知B与桌面间的动摩擦因数为。重力加速度为g。,2020/8/27,18,练一练：步步高P101应用2-2 P102题型四,2020/8/27,19,例6：如图所示，木块质量m=4 kg，它以速度v=5 m/s水平地滑上一辆静止

12、的平板小车，已知小车质量M=16 kg，木块与小车间的动摩擦因数为=0.5，木块没有滑离小车，地面光滑，g取10 m/s2，求： （1）木块相对小车静止时小车的速度； （2）从木块滑上小车到木块相对于小车 刚静止时，小车移动的距离. （3）要保证木块不滑下平板车，平板车至少要有多长？ （4）整个过程中系统机械能损失了多少？,例7：两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为mA=0.5kg，mB=0.3kg，它们的下底面光滑，上表面粗糙；另有一质量mc=0.1kg的滑块C（可视为质点），以vc=25m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如图所示，由于摩擦，滑块最后停在木块B上，B