1、-,1,動量守恒定律的典型應用,幾個模型：,1、碰撞中動量守恒 / 爆炸模型 2、反沖運動 3、子彈打木塊類的問題 4、彈簧模型（臨界問題） 5、人船模型：平均動量守恒,-,2,1、動量守恒定律的內(nèi)容： 一個系統(tǒng)不受外力或者受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。 2、動量守恒定律的表達式： （1） p1+p2=p1+p2，即m1v1+m2v2=m1v1+m2v2， （2）p1+p2=0，p1= -p2 （3）p=0,知識回顧:,-,3,3、動量守恒定律的條件： （1）系統(tǒng)不受外力或所受的外力之和為零。 （2）系統(tǒng)內(nèi)力遠大于外力。 （3）系統(tǒng)在某一方向不受外力或所受的外力之和為零，這一方向的

2、動量守恒。,知識回顧:,-,4,一、動量守恒定律問題 【例1：】如圖所示，質(zhì)量為m21kg的滑塊靜止于光滑的水平面上，以質(zhì)量為m150g的小球以v1100m/s的速率碰到滑塊后又以v280m/s的速率被彈回，求滑塊獲得的速度是多少？,解：取m1和m2系統(tǒng)作為研究對象，則系統(tǒng)動量守恒，以v1的方向為正方向，則根據(jù)動量守恒定律可得：,化解可得：,-,5,一枚在空中飛行的導彈，質(zhì)量為 m ，在某點的速度為 v ，方向水平，如圖所示。導彈在該點突然炸裂成兩塊，其中質(zhì)量為 m1 的一塊沿著與 v 相反的方向飛去，速度 v1 。求炸裂后另一塊的速度 v2 。,【例題2】,-,6,參考解答： 解 : 取炸裂

3、前速度v的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律，可得 m1v1+(m-m1)v2=mv 解得:,小結(jié)：上述兩例屬碰撞和爆炸過程,由于對碰撞和爆炸過程的瞬間,其內(nèi)力遠大于 外力,所以在此過程系統(tǒng)的動量是守恒的.,-,7,總結(jié)：動量守恒定律問題的基本步驟和方法 分析題意，確定研究對象； 分析作為研究對象的系統(tǒng)內(nèi)各物體的受力情況，分清內(nèi)力與外力,確定系統(tǒng)動量是否守恒； 在確認動量守恒的前提下，確定所研究的相互作用過程的始末狀態(tài)，規(guī)定正方向，確定始、末狀態(tài)的動量值的表達式； 列動量守恒方程； 求解，如果求得的是矢量，要注意它的正負，以確定它的方向.,-,8,3：滿足規(guī)律：動量守恒定律,二、碰撞問題,1：定義

4、：碰撞是指相對運動的物體相遇時，在極短的時間內(nèi)它們的運動狀態(tài)發(fā)生了顯著變化的過程。,物理學中所說的碰撞的含義是相當廣泛的，比如兩個物體的碰撞，子彈射入木塊，系在繩子兩端的物體將松弛的繩子突然拉緊，列車車廂的掛接，中子轟擊原子核等都可以視為碰撞。,2：特點：在碰撞過程中內(nèi)力都是遠遠大于外力,-,9,4：碰撞的類型：,（1）彈性碰撞,兩物體碰撞很短時間內(nèi)分開（不含中間有彈簧的情況），能量（動能）無損失，稱為彈性碰撞。,碰撞前后機械能（或總動能）守恒和動量守恒；,特點：,-,10,【例2】質(zhì)量為m1=0.2kg 的小球以5m/s的速度在光滑平面上運動，跟原來靜止的質(zhì)量為m2=50g的小球相碰撞，如果

5、碰撞是彈性的，求碰撞后球m1與球m2的速度。如圖所示：,兩球所組成的系統(tǒng)在碰撞過程中所受到的合外力為零，因此遵守動量守恒定律，又因為是彈性碰撞，碰撞過程中無機械能損失，因此碰撞前后系統(tǒng)總動能相等。,-,11,-,12,討論：,1.若 m1 = m2,質(zhì)量相等的兩物體 彈性碰撞后交換速度,2. 若 m1 m2,3.若m1 m2,-,13,（2）非彈性碰撞,在實際發(fā)生的碰撞中，機械能要有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這樣的碰撞稱為非彈性碰撞，所以在非彈性碰撞中，碰撞結(jié)束時的總動能要小于碰撞前的總動能其規(guī)律可表示為： m1v1m2v2m1v1m2v2,-,14,特點：這類問題能量（動能）損失最多，即：碰撞后總機

6、械能小于碰撞前的總機械能，但動量是守恒。,（3）完全非彈性碰撞,這類問題是兩個物體碰后合為一個整體，以共同的的速度運動，這類碰撞稱為完全非彈性碰撞。,-,15,即時突破，小試牛刀 1. (單選)在光滑水平面上有三個完全相同的小球，它們成一條直線，2、3小球靜止，并靠在一起，1球以速度v0射向它們，如圖133所示設(shè)碰撞中不損失機械能，則碰后三個小球的速度可能是( ),圖133,Av1v2v3v0 Bv10，v2v3v0 Cv10，v2v3v0 Dv1v20，v3v0,解析：選D.由彈性碰撞的規(guī)律可知，當兩球質(zhì)量相等時，碰撞時兩球交換速度先球1與球2碰，再球2與球3碰，故選D.,D,-,16,解決

7、碰撞問題須同時遵守的三個原則: 一. 系統(tǒng)動量守恒原則,三. 物理情景可行性原則 例如：追趕碰撞：,碰撞前：,碰撞后：,在前面運動的物體的速度一定不小于在后面運動的物體的速度,二. 能量不增加的原則,-,17,-,18,2、質(zhì)量相等A、B兩球在光滑水平桌面上沿同一直線，同一方向運動，A球的動量是7kgm/s，B球的動量是5kgm/s，當A球追上B球發(fā)生碰撞，則碰撞后兩球的動量可能值是（ ） A.pA=6kgm/s, pB=6kgm/s B. pA=3kgm/s, pB=9kgm/s C. pA=2kgm/s, pB=14kgm/s D. pA=4kgm/s, pB=17kgm/s,A,-,19

8、,分析:碰撞時動量守恒：,可知:A、B、C都滿足.,總動能不能增加，即,經(jīng)計算得:只有A正確。,-,20,3、質(zhì)量不相等A、B兩球在光滑水平桌面上沿同一直線，同一方向運動，A球的動量是5kgm/s，B球的動量是7kgm/s，當A球追上B球發(fā)生碰撞，則碰撞后兩球的動量可能值是（ ） A.pA=6kgm/s, pB=6kgm/s B. pA=3kgm/s, pB=9kgm/s C. pA=2kgm/s, pB=14kgm/s D. pA=5kgm/s, pB=17kgm/s,B C,-,21,4、(2010年廣州理綜調(diào)研)如圖所示，在光滑水平面上質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=4kg，速率分別為vA

9、=5m/s。vB=2m/s的A、B兩小球沿同一直線相向運動 （ ） A、它們碰撞前的總動量是18kg.m/s,方向水平向右 B、它們碰撞后的總動量是18kg.m/s,方向水平向左 C、它們碰撞前的總動量是2kg.m/s,方向水平向右 D、它們碰撞后的總動量是2kg.m/s,方向水平向左,C,-,22,5、(單選)(2011年高考福建卷)在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、速度大小為v的A球與質(zhì)量為2m靜止的B球碰撞后，A球的速度方向與碰撞前相反則碰撞后B球的速度大小可能是 () A0.6v B0.4v C0.3v D0.2v,A,-,23,-,24,模型2： 反沖運動,H:3-5教學20133-5第一

10、章教學第四節(jié) 應用2反沖運動.ppt教學20133-5第一章教學第四節(jié) 應用2反沖運動.ppt,-,25,子彈打木塊實際上是一種完全非彈性碰撞。作為一個典型，它的特點是：子彈以水平速度射向原來靜止的木塊，并留在木塊中跟木塊共同運動。,例題1： 如圖所示,質(zhì)量為 m 的子彈以初速度 v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為 M 的木塊，并留在木塊中不再射出，子彈鉆入木塊深度為 d.求木塊對子彈的平均阻力的大小和該過程中木塊前進的距離,模型3：子彈打擊木塊,-,26,-,27,-,28,【例題】子彈以一定的初速度射入放在光滑水平面上的木塊中，并共同運動下列說法中正確的是：( ) A、子彈克服阻力做的功等

11、于木塊動能的增加與摩 擦生的熱的總和 B、木塊對子彈做功的絕對值等于子彈對木塊做的功 C、木塊對子彈的沖量大小等于子彈對木塊的沖量 D、系統(tǒng)損失的機械能等于子彈損失的動能和子彈 對木塊所做的功的差,ACD,-,29,【例題】 如圖所示，質(zhì)量為M =2kg的小車放在光滑水平面上，在小車右端放一質(zhì)量為m=1kg 的物塊。兩者間的動摩擦因數(shù)為=0.1，使物塊以v1=0.4m/s 的水平速度向左運動，同時使小車 以v2=0.8m/s 的初速度水平向右運動， （取g= 10m/s2）求： （1）物塊和小車相對靜止時，物塊和小車的速度大小和方向 （2）為使物塊不從小車上滑下，小車的長度L至少多大？,解：（

12、1）木塊先向左勻減速運動到0，再勻加速運動到共同速度V,由動量守恒定律 (m+M)V=Mv2-mv1,V=0.4m/s,（2）由能量守恒定律,mgL=1/2Mv22+ 1/2mv12 - 1/2(m+M)V2,L=0.48m,-,30,1.運動性質(zhì)：子彈對地在滑動摩擦力作用下勻減速直線運動；木塊在滑動摩擦力作用下做勻加速運動。 2.符合的規(guī)律：子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒。 3.共性特征：一物體在另一物體上，在恒定的阻力作用下相對運動，系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒，E = f 滑d相對,總結(jié)：子彈打木塊的模型,-,31,模型4：彈簧模型（臨界問題）,相互作用的兩個物體在很多情況下，

13、皆可當作碰撞處理，那么對相互作用中兩個物體相距剛好“最近”、“最遠”或“彈簧最短時”或恰上升到“最高點”等一類臨界問題，求解的關(guān)鍵都是：“此時刻它們速度相等”。 H:3-5教學20133-5第一章教學第三節(jié) 應用4彈簧模型（臨界問題）.ppt,滿足動量守恒,-,32,【例題】在一個足夠大的光滑平面內(nèi),有兩質(zhì)量相同的木塊A、B,中間用一輕質(zhì)彈簧相連.如圖所示.用一水平恒力F拉B,A、B一起經(jīng)過一定時間的勻加速直線運動后撤去力F.撤去力F后,A、B兩物體的情況： (A)在任意時刻,A、B兩物體的加速度大小相等 (B)彈簧伸長到最長時,A、B的動量相等 (C)彈簧恢復原長時,A、B的動量相等 (D)彈簧壓縮到最短時,系統(tǒng)的總動能最小,ABD,-,33,用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2kg的A、B兩物塊都以 的速度在光滑的水平地面上運動，彈簧處于原長，質(zhì)量為4kg的物體C靜止在前方，如圖3所示，B與C碰撞后二者粘在一起運動。求：在以后的運動中,（1）當