1、第十六章第十六章 動量動量16.316.3動量守恒定律動量守恒定律試討論以下幾種運動的動量變化情況。試討論以下幾種運動的動量變化情況。物體做勻速直線運動物體做勻速直線運動物體做自由落體運動物體做自由落體運動物體做平拋運動物體做平拋運動物體做勻速圓周運動物體做勻速圓周運動動量大小、方向均不變動量大小、方向均不變動量方向不變，大小隨時間推移而增大動量方向不變，大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變，大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變，大小隨時間推移而增大動量方向時刻改變，大小不變動量方向時刻改變，大小不變地面光滑，小球以地面光滑，小球以V V做勻速直線運動。做勻速直線運動。動量不變動量不變發(fā)生碰撞

2、后，小球反彈。發(fā)生碰撞后，小球反彈。動量變化動量變化引起小球動量變化的原因是什么？引起小球動量變化的原因是什么？發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞小球受到力的作用小球受到力的作用單個物體單個物體高中物理高中物理 選修選修35十六十六第第章章動量守恒定律動量守恒定律對于單個物體，動量不變的條件是：對于單個物體，動量不變的條件是：外界對物體施外界對物體施加的力，簡稱加的力，簡稱外力外力高中物理高中物理 選修選修35十六十六第第章章動量守恒定律動量守恒定律創(chuàng)設(shè)物理情景 在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球，質(zhì)量分別在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球，質(zhì)量分別是是m1和和m2，沿著同一直線向相同的方向運動，速度分，沿著同

3、一直線向相同的方向運動，速度分別是別是v1和和v2，且，且v1v2。經(jīng)過一段時間。經(jīng)過一段時間t后，后，m1追上追上m2，兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是v1和和v2,問：問：兩個小球在碰撞過程中各受到什么力的作用？兩個小球在碰撞過程中各受到什么力的作用？N1G1N2G2F1F2系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)力內(nèi)力外力外力系統(tǒng)：系統(tǒng)：有相互作用的物體構(gòu)成一個系統(tǒng)有相互作用的物體構(gòu)成一個系統(tǒng) 內(nèi)力：內(nèi)力：系統(tǒng)中相互作用的各物體之間的相互作用力系統(tǒng)中相互作用的各物體之間的相互作用力外力：外力：外部其他物體對系統(tǒng)的作用力外部其他物體對系統(tǒng)的作用力 創(chuàng)設(shè)物理情景 在光滑水平面上做勻速運動的

4、兩個小球，質(zhì)量分別在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球，質(zhì)量分別是是m1和和m2，沿著同一直線向相同的方向運動，速度分，沿著同一直線向相同的方向運動，速度分別是別是v1和和v2，且，且v1v2。經(jīng)過一段時間。經(jīng)過一段時間t后，后，m1追上追上m2，兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是v1和和v2,問：問：兩個小球在碰撞過程中所受到的平均作用力兩個小球在碰撞過程中所受到的平均作用力F1和和F2有什么關(guān)系？（大小、方向）有什么關(guān)系？（大小、方向）創(chuàng)設(shè)物理情景 在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球，質(zhì)量分別在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球，質(zhì)量分別是是m1和和m2，沿著同一

5、直線向相同的方向運動，速度分，沿著同一直線向相同的方向運動，速度分別是別是v1和和v2，且，且v1v2。經(jīng)過一段時間。經(jīng)過一段時間t后，后，m1追上追上m2，兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是v1和和v2,問：問：寫出碰撞過程中每個小球所受到的合外力的沖量寫出碰撞過程中每個小球所受到的合外力的沖量和每個小球動量的變化和每個小球動量的變化?創(chuàng)設(shè)物理情景 在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球，質(zhì)量分別在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球，質(zhì)量分別是是m1和和m2，沿著同一直線向相同的方向運動，速度分，沿著同一直線向相同的方向運動，速度分別是別是v1和和v2，且，且v1v2

6、。經(jīng)過一段時間。經(jīng)過一段時間t后，后，m1追上追上m2，兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是兩球發(fā)生碰撞，碰撞后的速度分別是v1和和v2,問：問：根據(jù)牛頓第三定律和動量定理，你能推導(dǎo)得到一個根據(jù)牛頓第三定律和動量定理，你能推導(dǎo)得到一個怎么樣的表達式？怎么樣的表達式？思考：思考：在光滑的桌面上有一輛平板車，一個木塊在光滑的桌面上有一輛平板車，一個木塊緊貼在平板車的上表面，以水平速度緊貼在平板車的上表面，以水平速度v被滑到平被滑到平板車板車 上，最后木塊和平板車以共同的速度上，最后木塊和平板車以共同的速度v 移動，移動，木塊滑上平板車前后，木塊和平板車的總動量是木塊滑上平板車前后，木塊和平板車的總動量

7、是否守恒？否守恒？思考：思考：二人在冰面上相推，它們的動量守恒嗎？二人在冰面上相推，它們的動量守恒嗎？這些過程動量也守恒嗎？這些過程動量也守恒嗎？思考與討論（1）子彈、木塊和彈簧子彈、木塊和彈簧（質(zhì)量不可忽略）組成的系（質(zhì)量不可忽略）組成的系統(tǒng)從子彈開始射入到彈簧壓縮到最短的整個過程中動統(tǒng)從子彈開始射入到彈簧壓縮到最短的整個過程中動量是否守恒量是否守恒 ？（2）木塊和彈簧木塊和彈簧組成的系統(tǒng)呢？組成的系統(tǒng)呢？BA 木塊木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，然后將彈簧壓縮到最短。木塊后留在木塊內(nèi)，然后將彈簧壓縮到最短

8、。CN1GN3N2系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)力力外外力力思考與討論（3）假如將墻和彈簧去掉，）假如將墻和彈簧去掉，木塊和子彈木塊和子彈組成的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)在子彈射入過程中動量守恒嗎？在子彈射入過程中動量守恒嗎？思考與討論（4）假如將墻去掉，而換作另一塊木塊，問）假如將墻去掉，而換作另一塊木塊，問兩木塊、兩木塊、子彈和彈簧子彈和彈簧組成的系統(tǒng)動量是否守恒組成的系統(tǒng)動量是否守恒 ？思考與討論系統(tǒng)系統(tǒng)N1N2N4N7G內(nèi)力內(nèi)力N6N3N5N8外力外力 結(jié)論：結(jié)論：假如將墻去掉，而換作另一塊木塊，假如將墻去掉，而換作另一塊木塊，兩木塊、兩木塊、子彈和彈簧子彈和彈簧組成的系統(tǒng)外力矢量和為零，動量守恒組成的系統(tǒng)外力矢量

9、和為零，動量守恒 。判斷下列過程系統(tǒng)的動量是否守恒判斷下列過程系統(tǒng)的動量是否守恒:A.如圖如圖(a)所示，光滑水平地面上有一大炮，斜向上發(fā)所示，光滑水平地面上有一大炮，斜向上發(fā)射一枚彈丸的過程；射一枚彈丸的過程；B.如圖如圖(b)所示，粗糙水平面上有兩個物體，壓緊它們所示，粗糙水平面上有兩個物體，壓緊它們之間的一根輕彈簧，在彈簧彈開的過程中；之間的一根輕彈簧，在彈簧彈開的過程中；C.如圖如圖(c)所示，光滑水平面上有一斜面體，將另一物所示，光滑水平面上有一斜面體，將另一物體從斜面的頂端釋放，在物體下滑的過程中。體從斜面的頂端釋放，在物體下滑的過程中。思考與討論小結(jié)動量定理研究的往往是動量定理研

10、究的往往是單個物體單個物體； 動量守恒定律研究的對象是相互作用的動量守恒定律研究的對象是相互作用的系統(tǒng)系統(tǒng)。內(nèi)力與外力判斷的依據(jù)是內(nèi)力與外力判斷的依據(jù)是施力物體施力物體。系統(tǒng)動量守恒的條件是：系統(tǒng)動量守恒的條件是：（1）系統(tǒng)不受外力或受外力的矢量和為零。）系統(tǒng)不受外力或受外力的矢量和為零。（2）系統(tǒng)中內(nèi)力遠遠大于外力。）系統(tǒng)中內(nèi)力遠遠大于外力。（3）系統(tǒng)總體動量不守恒，但在某個方向上守）系統(tǒng)總體動量不守恒，但在某個方向上守恒。恒。動量守恒定律不僅適用于宏觀物體的低速運動，動量守恒定律不僅適用于宏觀物體的低速運動，對微觀現(xiàn)象的高速運動仍然適用。對微觀現(xiàn)象的高速運動仍然適用。 例例1、在光滑的桌面

11、上有一輛質(zhì)量為在光滑的桌面上有一輛質(zhì)量為M=4kg的的平板車，一個質(zhì)量為平板車，一個質(zhì)量為m=1kg的木塊緊貼在平板的木塊緊貼在平板車的上表面，以水平速度車的上表面，以水平速度10m/s滑到平板車上，滑到平板車上，最后木塊和平板車以共同的速度移動，求這個最后木塊和平板車以共同的速度移動，求這個共同的共同的速度。速度。課堂練習(xí)課堂練習(xí)例例2、質(zhì)量為、質(zhì)量為40kg的小車上站著一個質(zhì)量為的小車上站著一個質(zhì)量為60kg的人，小車與人一起在光滑的水平軌道上的人，小車與人一起在光滑的水平軌道上以以1m/s的速度運動。求：的速度運動。求：（1）若人相對地面以）若人相對地面以2m/s的速度水平向的速度水平向

12、車后車后方方跳出，車的速度變?yōu)槎嗌?？跳出，車的速度變?yōu)槎嗌?？?）若人相對地面以）若人相對地面以2m/s的速度水平向的速度水平向車前車前方方跳出，車的速度又變?yōu)槎嗌?？跳出，車的速度又變?yōu)槎嗌?？課堂練習(xí)課堂練習(xí)例例3、如圖所示，質(zhì)量為、如圖所示，質(zhì)量為m的子彈，以速度的子彈，以速度v水水平射入用輕繩懸掛在空中的木塊，木塊的質(zhì)量平射入用輕繩懸掛在空中的木塊，木塊的質(zhì)量為為M，繩長為，繩長為L，子彈停留在木塊中，求子彈，子彈停留在木塊中，求子彈射入木塊后的瞬間繩子中張力的大小。射入木塊后的瞬間繩子中張力的大小。課堂練習(xí)課堂練習(xí)m Mv例例4、質(zhì)量為、質(zhì)量為M的木塊放在水平臺面上，臺面的木塊放在水平臺

13、面上，臺面比水平地面高出比水平地面高出h=0.20m，木塊離臺的右端，木塊離臺的右端L=1.7m。質(zhì)量為。質(zhì)量為m=0.10M的子彈以的子彈以v0=180m/s的速度水平射向木塊，并以的速度水平射向木塊，并以v=90m/s的速度水的速度水平射出，木塊落到水平地面時的落地點到臺面平射出，木塊落到水平地面時的落地點到臺面右端的水平距離為右端的水平距離為s=1.6m，求木塊與臺面間的，求木塊與臺面間的動摩擦因數(shù)為動摩擦因數(shù)為。課堂練習(xí)課堂練習(xí)例例6、如圖所示，將兩條磁性很強且完全相同的磁鐵分、如圖所示，將兩條磁性很強且完全相同的磁鐵分別固定在質(zhì)量相等的小車上，水平面光滑，開始時甲別固定在質(zhì)量相等的小

14、車上，水平面光滑，開始時甲車速度大小為車速度大小為3m/s,乙車速度大小為乙車速度大小為2 m/s，相向運動并，相向運動并在同一條直線上，當(dāng)乙車的速度為零時，甲車的速度在同一條直線上，當(dāng)乙車的速度為零時，甲車的速度是多少？若兩車不相碰，試求出兩車距離最短時，乙是多少？若兩車不相碰，試求出兩車距離最短時，乙車速度為多少車速度為多少?課堂練習(xí)課堂練習(xí)例例7、平板車停在水平光滑的軌道上，平板車上有一人、平板車停在水平光滑的軌道上，平板車上有一人從固定在車上的貨箱邊沿水平方向順著軌道方向跳出，從固定在車上的貨箱邊沿水平方向順著軌道方向跳出，落在平板車地板上的落在平板車地板上的A點，點，A點距貨箱的水平

15、距離為點距貨箱的水平距離為4.0 m ，如圖所示。人的質(zhì)量為，如圖所示。人的質(zhì)量為m ，車連同貨箱的質(zhì)量，車連同貨箱的質(zhì)量M = 4m ，貨箱高度，貨箱高度h = 1.25 m ，求，求: (1) 車在人跳出后到落到地板期間的反沖速度。車在人跳出后到落到地板期間的反沖速度。 (2) 人落在車板上并站定以后，車還運動嗎人落在車板上并站定以后，車還運動嗎? 車在地面車在地面上的位移為多大上的位移為多大?課堂練習(xí)課堂練習(xí)A例例8、如圖所示，帶有半徑為、如圖所示，帶有半徑為R的的1/4光滑圓弧光滑圓弧的小車其質(zhì)量為的小車其質(zhì)量為M，置于光滑水平面上，一質(zhì)，置于光滑水平面上，一質(zhì)量為量為m的小球從圓弧的

16、最頂端由靜止釋放，則的小球從圓弧的最頂端由靜止釋放，則小球離開小車時，球和車的速度分別為多少？小球離開小車時，球和車的速度分別為多少？ 課堂練習(xí)課堂練習(xí)例例9、如圖所示兩個質(zhì)量分別為、如圖所示兩個質(zhì)量分別為M1和和M2的劈的劈A和和B，高度相同，高度相同，A和和B的傾斜面都是光滑曲面，的傾斜面都是光滑曲面，曲面下端與光滑水平面相切。一物塊位于劈曲面下端與光滑水平面相切。一物塊位于劈A的傾斜面上，距水平面的高度為的傾斜面上，距水平面的高度為h。物塊從靜。物塊從靜止開始滑下，然后又滑上劈止開始滑下，然后又滑上劈B。求物塊在。求物塊在B上能上能夠到達的最大高度。夠到達的最大高度。 課堂練習(xí)課堂練習(xí)例

17、例10、如圖所示，在無風(fēng)的天空，人抓住氣球、如圖所示，在無風(fēng)的天空，人抓住氣球下面的繩索，和氣球恰能靜止平衡，人和氣球下面的繩索，和氣球恰能靜止平衡，人和氣球的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為m和和M ，此時人離地面高此時人離地面高h 。現(xiàn)?，F(xiàn)在人欲沿懸索下降到地在人欲沿懸索下降到地面，試問：要人充分安面，試問：要人充分安全地著地，繩索至少要全地著地，繩索至少要多長？多長？課堂練習(xí)課堂練習(xí)例例11、如圖所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量、如圖所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為為M=3kg的薄木板和質(zhì)量為的薄木板和質(zhì)量為m=1kg的物塊，各的物塊，各以以v=4m/s的初速度朝相反方向運動，它們之間的初速度朝相反方向運動，它們之間有摩擦，薄板足夠長有摩擦，薄板足夠長,二者之間的動摩擦因數(shù)為二者之間的動摩擦因數(shù)為0.3。求：。求：（1）木板與物塊達到穩(wěn)定時速度；）木板與物塊達到穩(wěn)定時速度；（2）達到穩(wěn)定時，木板與物塊的對地位移；）達到穩(wěn)定時，木板與物塊的對地位移；（3）從開始到木板與物塊達到穩(wěn)定的過程產(chǎn)）從開始到木板與物塊達到穩(wěn)定的過