高三物理第一轮复习动量守恒定律及应用(上课)PPT课件.ppt
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- 物理 第一轮 复习 动量 守恒定律 应用 上课 PPT 课件
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1、动量守恒定律及其应用动量守恒定律及其应用一一 、动量守恒定律、动量守恒定律 1.1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变变 2.2.动量守恒定律成立的条件动量守恒定律成立的条件. .系统不受外力或所受外力的合力为零,则系统不受外力或所受外力的合力为零,则系统动量守恒系统动量守恒系统受到的合外力不为零,但当内力远系统受到的合外力不为零,但当内力远大于外力时,系统的动量可看成近似守恒大于外力时,系统的动量可看成近似守恒当某个方向上受合外力为零,在该方向当某个方向上受合外力为零,在该
2、方向上动量守恒上动量守恒 3 3常用的三种表达式常用的三种表达式 (1)pp(系统相互作用前总动量系统相互作用前总动量 p 等于相互作用后总等于相互作用后总动量动量p); (2)p 0(系统总动量的增量等于零系统总动量的增量等于零); (3)p(3)p1 1pp2 2( (两个物体组成的系统中,各自动量两个物体组成的系统中,各自动量增量大小相等、方向相反增量大小相等、方向相反) )其中其中(1)(1)的形式最常用,具体到实际应用时又有以下常的形式最常用,具体到实际应用时又有以下常见的三种形式:见的三种形式: m m1 1v v1 1m m2 2v v2 2m m1 1v v1 1m m2 2v
3、 v2 2 ( (适用于作用前后都适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统运动的两个物体组成的系统) ); 0 0m m1 1v v1 1m m2 2v v2 2( (适用于原来静止的两个物体组成的适用于原来静止的两个物体组成的系统,比如爆炸、反冲等,两者速率及位移大小与各自系统,比如爆炸、反冲等,两者速率及位移大小与各自质量成反比质量成反比) ); m m1 1v v1 1m m2 2v v2 2(m(m1 1m m2 2)v()v(适用于两物体作用后结合在适用于两物体作用后结合在一起或具有共同速度的情况一起或具有共同速度的情况) )六性名称六性名称具体内容具体内容系统性系统性研究对象是相互
4、作用的两个或多个物体组研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统成的系统条件性条件性应用时一定要首先判断系统是否满足守恒应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件条件相对性相对性应用时,系统中各物体在相互作用前后的应用时,系统中各物体在相互作用前后的动量,必须相对于同一惯性系,通常均为动量,必须相对于同一惯性系,通常均为对地的速度对地的速度4 4动量守恒定律的动量守恒定律的“六性六性”同时性同时性公式中,公式中,p p1 1、p p2 2必须是系统中各物体在相互作用前必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,同一时刻的动量,p p1 1、p p2 2必须是系统中各物体必须是系统中各物体在相
5、互作用后同一时刻的动量,不同时刻的动量不能在相互作用后同一时刻的动量,不同时刻的动量不能相加相加矢量性矢量性对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题,应先选取正方向,凡是与选取的正方向一致的动量,应先选取正方向,凡是与选取的正方向一致的动量为正值,相反为负值为正值,相反为负值普适性普适性动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统,动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统,而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统. .B变式训练变式训练 木块木块a a和和b b用一根弹簧连接起来,放在光滑水平用
6、一根弹簧连接起来,放在光滑水平面上,面上,a a紧靠在墙壁上,在紧靠在墙壁上,在b b上施加向左的水平力上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示,当撤去外力后,下列说使弹簧压缩,如图所示,当撤去外力后,下列说法中不正确的是法中不正确的是( ) ( ) A Aa a未离开墙壁前,未离开墙壁前,a a和和b b组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒B Ba a未离开墙壁前,未离开墙壁前,a a和和b b组成的系统机械能守恒组成的系统机械能守恒C Ca a离开墙壁后,离开墙壁后,a a和和b b组成的系统动量守恒组成的系统动量守恒D Da a离开墙壁后,离开墙壁后,a a和和b b组成的系统机械守恒组成
7、的系统机械守恒A 例例. .如图所示,质量为如图所示,质量为m m的人站在平板车上,人与的人站在平板车上,人与车的总质量为车的总质量为M M ,人和车以速度,人和车以速度V V1 1在光滑水平面在光滑水平面上向右运动当此人相对于车以速度上向右运动当此人相对于车以速度V V2 2竖直跳起竖直跳起时,车的速度变为时,车的速度变为( )( ) D4.4.应用动量守恒定律解题的步骤应用动量守恒定律解题的步骤(1)(1)确定相互作用的系统为研究对象;确定相互作用的系统为研究对象;(2)(2)分析研究对象所受的外力;分析研究对象所受的外力;(3)(3)判断系统是否符合动量守恒条件;判断系统是否符合动量守恒
8、条件;(4)(4)规定正方向,确定初、末状态动量的正、负号;规定正方向,确定初、末状态动量的正、负号;(5)(5)根据动量守恒定律列式求解根据动量守恒定律列式求解【特别提醒】对于两个以上的物体组成的系统,由【特别提醒】对于两个以上的物体组成的系统,由于物体较多,作用过程较为复杂,这时往往要根据作于物体较多,作用过程较为复杂,这时往往要根据作用过程中的不同阶段,建立多个动量守恒方程,或将用过程中的不同阶段,建立多个动量守恒方程,或将系统内的物体按相互作用的关系分成几个小系统,分系统内的物体按相互作用的关系分成几个小系统,分别建立动量守恒方程别建立动量守恒方程例、平静的水面上有一载人小船,船和人共
9、同例、平静的水面上有一载人小船,船和人共同质量为质量为M M,站立在船上的人手中拿一质量为,站立在船上的人手中拿一质量为m m的的物体起初人相对船静止,船、人、物体以共物体起初人相对船静止,船、人、物体以共同速度同速度V V0 0前进,前进,当人相对于水面以速度当人相对于水面以速度u u向相反向相反方向将物体抛出时,人和船的速度为多大?方向将物体抛出时,人和船的速度为多大?( (水水的阻力不计的阻力不计) )若相对于船以速度若相对于船以速度u u向相反方向将物体抛出向相反方向将物体抛出, ,则则人和船的速度又为多大人和船的速度又为多大? ?二、动量守恒定律的典型应用二、动量守恒定律的典型应用几
10、个模型:几个模型: (一)碰撞(一)碰撞 (三)(三)人船模型:人船模型:平均动量守恒平均动量守恒(二)反冲运动、(二)反冲运动、爆炸模型爆炸模型、碰撞:、碰撞: 做相对运动的两个物体相遇而发生相互作用,做相对运动的两个物体相遇而发生相互作用,在很短时间内,它们的运动状态会发生显著变化,这在很短时间内,它们的运动状态会发生显著变化,这一过程叫碰撞。一过程叫碰撞。 特点:相互作用时间短,相互作用力极大。特点:相互作用时间短,相互作用力极大。动量守恒。动量守恒。 、弹性碰撞:、弹性碰撞: 碰后分开,碰后分开,动量守恒动量守恒、总动能不变、总动能不变、非弹性碰撞:、非弹性碰撞: 碰后分开,碰后分开,
11、动量守恒动量守恒、总、总动能减少动能减少、完全非弹性碰撞:、完全非弹性碰撞: 碰后粘在一起碰后粘在一起,动量守恒动量守恒、总动能减少最多、总动能减少最多正、斜碰正、斜碰1 1、种类:、种类:一种特例:一种特例:质量为质量为m m1 1的小球以速度的小球以速度v v0 0 与质量为与质量为m m2 2的静止的静止小球发生小球发生弹性正碰弹性正碰,求碰后量小球的速度。,求碰后量小球的速度。 设:碰后设:碰后m m1 1的速度是的速度是v v1 1, m m2 2的速度是的速度是v v2 2总动量总动量守恒:守恒:221101mvmvmv总动能总动能不变:不变:2221201212121m21vmv
12、mv解得:解得:021211vmmmmv021122vmmmv讨论:讨论:若:若: m1= m2, v1=0 , v2=v0 质量相等的物体发生弹性碰撞时交换速度。质量相等的物体发生弹性碰撞时交换速度。若:若: m1 m2, v1=-v0 , v2=0很轻的物体碰撞很重,轻物原速返回,重物不动。很轻的物体碰撞很重,轻物原速返回,重物不动。若:若: m1 m2, v1 0入射球返回,被碰球前进。入射球返回,被碰球前进。若:若: m1 m2, v1 0 , v20入射球与被碰球均前进。入射球与被碰球均前进。 、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: . .系统动量守恒原
13、则系统动量守恒原则. .物理情景可行性原则物理情景可行性原则 例如:追赶碰撞:例如:追赶碰撞: 被追追赶V V碰撞前:碰撞前:碰撞后:碰撞后:在前面运动的物体的速度在前面运动的物体的速度一定不一定不小于小于在后面运动的物体的速度在后面运动的物体的速度. .动能不增加的原则动能不增加的原则例、如图所示,在光滑水平面上有直径相同的例、如图所示,在光滑水平面上有直径相同的a a、b b两球,在同一直线上运动选定向右为正方向,两球,在同一直线上运动选定向右为正方向,两球的动量分别为两球的动量分别为p pa a=6kg=6kgm/sm/s、p pb b=-4kg=-4kgm/s.m/s.当当两球相碰之后
14、,两球的动量可能是两球相碰之后,两球的动量可能是( () )A Ap pa a=-6kg=-6kgm/sm/s、p pb b=4kg=4kgm/sm/sB Bp pa a=-6kg=-6kgm/sm/s、p pb b=8kg=8kgm/sm/sC Cp pa a=-4kg=-4kgm/sm/s、p pb b=6kg=6kgm/sm/sD Dp pa a=2kg=2kgm/sm/s、p pb b=0=0C切入点:从分析动量守恒入手【解析】由动量守恒定律可知A项不正确D项b静止,a向右,与事实不符,故D项错B项中a动能不变,b动能增加,总动能增加,故B项错答案:C6kgm/sp6kgm/spBAs
15、kgmpskgmpBA/9/3skgmpskgmpBA/14/2skgmpskgmpBA/17/4A、 “ “人船模型人船模型”及其应用及其应用( (思维方法思维方法建模建模) )“人船模型人船模型”是初态均处于静止状态的是初态均处于静止状态的两物体发生相互作用的典型模型两物体发生相互作用的典型模型1 1模型概述:在水平方向所受合外力模型概述:在水平方向所受合外力为为0 0的两个静止物体的两个静止物体( (一个物体在另一个物一个物体在另一个物体上体上) ),在系统内力的相互作用下同时开,在系统内力的相互作用下同时开始反向运动,这样的力学系统可看作始反向运动,这样的力学系统可看作“人人船船”模型
16、模型2 2模型特点:两物体速度大小、位移大模型特点:两物体速度大小、位移大小均与质量成反比,方向相反,两物体小均与质量成反比,方向相反,两物体同时运动,同时停止,遵从动量守恒定同时运动,同时停止,遵从动量守恒定律,系统或每个物体动能均发生变化:律,系统或每个物体动能均发生变化:力对力对“人人”做的功等于做的功等于“人人”动能的变动能的变化;力对化;力对“船船”做的功等于做的功等于“船船”动能动能的变化的变化例例. . 质量为质量为m m的人站在质量为的人站在质量为M M,长为,长为L L的静止小船的右的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时,端,小船的左端靠在岸边。当他向左
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