动量守恒定律复习省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

动量守恒定律动量守恒定律 复习复习第1页 1.1.完全完全弹性碰撞弹性碰撞,动能不损失动能不损失(守恒守恒),),动量也动量也守恒守恒,碰撞后两个物体都快速地恢复了原来形碰撞后两个物体都快速地恢复了原来形状状,只有能量转移而没有能量转化只有能量转移而没有能量转化.2.2.非完全弹性碰撞非完全弹性碰撞,能量损失一小部分能量损失一小部分,动能动能不守恒了不守恒了,但动量还是守恒但动量还是守恒,两个物体形状不能两个物体形状不能完全恢复了完全恢复了,有部分能量转化为内能有部分能量转化为内能 3.3.完全非弹性碰撞完全非弹性碰撞,两个物体相碰后不分开两个物体相碰后不分开,连在一起了连在一起了,动能损失最大动能损失最大,动能不守恒动能不守恒,但动但动量还是都守恒量还是都守恒.第2页由前所述有：由前所述有：物体在一个过程始末动量改变量等于物体在一个过程始末动量改变量等于它在这个过程中所受力冲量。这个关系叫它在这个过程中所受力冲量。这个关系叫动量定理动量定理F tmvvmIpp=-=-即：反应了力对时间积累效果。反应了力对时间积累效果。tFD第3页冲量冲量2.矢量性：恒力（或方向不变力）冲量方向与矢量性：恒力（或方向不变力）冲量方向与力方向一致；变力（方向改变力）冲量方向应力方向一致；变力（方向改变力）冲量方向应与物体动量改变量方向一致与物体动量改变量方向一致1.定义：力和这个力作用时间乘积叫冲量即定义：力和这个力作用时间乘积叫冲量即I=Ft，单位：单位：Ns3.物理意义：物理意义：它是力对物体作用经历一段时间它是力对物体作用经历一段时间积累效应与积累效应与位移无关位移无关，是过程量，是过程量4.4.绝对性绝对性：因为力、时间与参考系选取无关，：因为力、时间与参考系选取无关，所以冲量大小、方向与参考系选取无关所以冲量大小、方向与参考系选取无关第4页例一物体沿光滑斜面下滑，在此过程中：例一物体沿光滑斜面下滑，在此过程中：A斜面对物体弹力做功为零斜面对物体弹力做功为零B物体动能增量等于重力所做功物体动能增量等于重力所做功C斜面对物体弹力冲量为零斜面对物体弹力冲量为零D物体动量增量等于重力冲量物体动量增量等于重力冲量第5页1 1、动量定理是、动量定理是矢量表示式矢量表示式，用它来列，用它来列方程时首先要选方程时首先要选取正方向取正方向。注注意意2 2、若力为变力，则、若力为变力，则F F应了解为对时间应了解为对时间平均作用力。平均作用力。3 3、动量定理实质与牛顿第二定律相同。、动量定理实质与牛顿第二定律相同。第6页1 1、对研究对象进行、对研究对象进行受力分析，受力分析，确定哪些力确定哪些力力引发了物体动量改变（力引发了物体动量改变（求冲量求冲量）。）。应用动量定了解题普通步骤：应用动量定了解题普通步骤：2 2、明确始末状态，确定其动量改变量。、明确始末状态，确定其动量改变量。3 3、选取正方向，依据动量定理列方程。、选取正方向，依据动量定理列方程。4 4、求解，验证。、求解，验证。第7页2.2.以下说法正确是以下说法正确是()()A A动量方向与受力方向相同动量方向与受力方向相同B B动量方向与冲量方向相同动量方向与冲量方向相同C C动量增量方向与受力方向相同动量增量方向与受力方向相同D D动量改变率方向与速度方向相同动量改变率方向与速度方向相同C练习练习注：冲量方向与力方向相同，动量方向与速度注：冲量方向与力方向相同，动量方向与速度方向相同，动量增量方向与冲量方向相同，动方向相同，动量增量方向与冲量方向相同，动量方向与冲量方向间无必定联络动量改变率量方向与冲量方向间无必定联络动量改变率(/t)(/t)方向与力方向相同，力方向与速度方向方向与力方向相同，力方向与速度方向间无必定联络间无必定联络 p;P;F;I I;V方向关系方向关系第8页3.3.两个质量相等物体分别沿高度相同，两个质量相等物体分别沿高度相同，但倾角不一样光滑斜面从顶端自由下滑到底但倾角不一样光滑斜面从顶端自由下滑到底端，在此过程中两物体含有相同物理量是端，在此过程中两物体含有相同物理量是()A A重力冲量重力冲量B B协力冲量协力冲量C C动量改变动量改变D D速率改变速率改变练习练习D第9页例重为例重为4N4N物体，静止在倾角为物体，静止在倾角为3030斜面上，斜面上，在在5s5s内，关于重力对物体冲量说法正确是内，关于重力对物体冲量说法正确是:A A重力冲量为零重力冲量为零 B B重力冲量为重力冲量为10Ns10NsC C重力冲量为重力冲量为20Ns 20Ns D D重力冲量与摩擦力冲量相等重力冲量与摩擦力冲量相等第10页系统系统内力和外力内力和外力系统：系统：两个或两个以上物体组成研究对象。两个或两个以上物体组成研究对象。内力：内力：系统物体之间相互作用力。系统物体之间相互作用力。外力：外力：系统外物体对系统作用力。系统外物体对系统作用力。第11页动量守恒定律动量守恒定律内容：内容：假如一个系统不受外力，或者所受外力矢假如一个系统不受外力，或者所受外力矢量和为零，这个系统量和为零，这个系统总动量总动量保持不变。保持不变。公式表示：公式表示：对于两个物体组成系统，可表为：对于两个物体组成系统，可表为：或或p甲甲增增=p乙乙减减第12页说明：说明：1 1、动量守恒定律是、动量守恒定律是矢量表示式。矢量表示式。2 2、在总动量一定情况下，每个物体动量、在总动量一定情况下，每个物体动量能够发生很大改变。能够发生很大改变。3 3、必须正确区分、必须正确区分内力内力和和外力外力。p甲甲增增=p乙乙减减第13页满足动量守恒三种情况：满足动量守恒三种情况：1 1、系统不受外力或者所受外力矢量和为零。、系统不受外力或者所受外力矢量和为零。2 2、系统内物体之间内力远远大于外力（例、系统内物体之间内力远远大于外力（例如手榴弹爆炸）。如手榴弹爆炸）。3 3、系统所受合外力不为零，但在某一方向上、系统所受合外力不为零，但在某一方向上受力为零，则在系统这一方向上动量守恒。受力为零，则在系统这一方向上动量守恒。第14页例以下情况下系统动量不守恒是：例以下情况下系统动量不守恒是：A两球在光滑水平面上相互碰撞两球在光滑水平面上相互碰撞B飞行手榴弹在空中爆炸飞行手榴弹在空中爆炸C铁锤把木桩打进地里过程，铁锤和木桩铁锤把木桩打进地里过程，铁锤和木桩组成系统组成系统D用肩部紧紧抵住步枪枪托射击，枪身和用肩部紧紧抵住步枪枪托射击，枪身和子弹组成系统子弹组成系统第15页例例木块木块a和和b用一根轻弹簧连接起来，放在光用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上。滑水平面上。a紧靠在墙壁上。在紧靠在墙壁上。在b上施加向左上施加向左水平力使弹簧压缩，如右图所表示，当撤去外力水平力使弹簧压缩，如右图所表示，当撤去外力后，以下说法中正确是：后，以下说法中正确是：Aa还未离开墙壁前，还未离开墙壁前，a和和b组成系统动量守恒组成系统动量守恒Ba还未离开墙壁前，还未离开墙壁前，a和和b组成系统动量不守恒组成系统动量不守恒Ca离开墙后，离开墙后，a、b组成系统动量守恒组成系统动量守恒Da离开墙后，离开墙后，a、b组成系统动量不守恒组成系统动量不守恒第16页应用动量守恒定律解题普通步骤：应用动量守恒定律解题普通步骤：1 1、明确研究对象（选某个物体或某几个物体、明确研究对象（选某个物体或某几个物体组成系统）。组成系统）。2 2、对研究对象进行受力分析，判断是否满足、对研究对象进行受力分析，判断是否满足动量守恒条件。（动量守恒条件。（前面介绍三种情况前面介绍三种情况）。）。3 3、条件成立，则依据动量守恒定律列方程。、条件成立，则依据动量守恒定律列方程。（注意要选取正方向）。（注意要选取正方向）。4 4、求解，验证。、求解，验证。第17页例题例题4 4甲、乙两位同学静止在光滑冰面上，甲推甲、乙两位同学静止在光滑冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反方向滑去。甲推了乙一下，结果两人向相反方向滑去。甲推乙前，他们总动量为零。甲推乙后，他们乙前，他们总动量为零。甲推乙后，他们都有了动量，总动量还等于零吗？已知甲都有了动量，总动量还等于零吗？已知甲质量为质量为50kg50kg，乙质量为，乙质量为45kg45kg，甲乙速率，甲乙速率之比是多大？之比是多大？第18页解：选甲乙两人组成解：选甲乙两人组成系统为研究对象。系统为研究对象。因为在因为在光滑冰面上摩擦力能够忽略，故系统所受外力光滑冰面上摩擦力能够忽略，故系统所受外力矢量和为零，矢量和为零，满足动量守恒条件。满足动量守恒条件。所以甲推乙所以甲推乙后，他们总动量依然为零。后，他们总动量依然为零。取甲运动方向为正方向，由动量守恒定律取甲运动方向为正方向，由动量守恒定律第19页动量守恒定律动量守恒定律五性五性1条件性条件性（动量守恒是有条件）（动量守恒是有条件）2整体性整体性（整个系统）（整个系统）3矢量性矢量性（数学表示式是一矢量式）（数学表示式是一矢量式）4相对性相对性（只在（只在惯性系惯性系中成立，应用动量守恒定中成立，应用动量守恒定律时，各动量应是律时，各动量应是同一参考系同一参考系）5瞬时性瞬时性（系统某一时刻总动量应是系统内各（系统某一时刻总动量应是系统内各物物体在该时刻动量矢量和）体在该时刻动量矢量和）第20页1 1甲、乙两球在光滑水平甲、乙两球在光滑水平轨轨道上同向运道上同向运动动，已知它已知它们动们动量分量分别别是是p p1 1=5 kgm/s=5 kgm/s，p p2 2=7=7 kgm/skgm/s，甲追乙并，甲追乙并发发生碰撞，碰后乙球生碰撞，碰后乙球动动量量变变为为p p2 2=10 kgm/s=10 kgm/s，则则关于甲球关于甲球动动量大小和方向量大小和方向判断正确是判断正确是:A A p p1 1=2kgm/s=2kgm/s，方向与原来方向相反方向与原来方向相反Bp1=2kgm/s，方向与原来方向相同，方向与原来方向相同Cp1=4kgm/s，方向与原来方向相反，方向与原来方向相反Dp1=4kgm/s，方向与原来方向相同，方向与原来方向相同第21页练习练习5.5.关于动量守恒定律各种了解中，正确是：关于动量守恒定律各种了解中，正确是：A.A.相互作用物体假如所受外力协力为零，则它相互作用物体假如所受外力协力为零，则它们总动量保持不变；们总动量保持不变；B.B.动量守恒是指相互作用物体在相互作用前后动量守恒是指相互作用物体在相互作用前后动量保持不变；动量保持不变；C.C.不论相互作用力是什么性质力，只要系统满不论相互作用力是什么性质力，只要系统满足守恒条件，动量守恒定律都适用；足守恒条件，动量守恒定律都适用；D.D.系统物体之间作用力对系统总动量没有影响。系统物体之间作用力对系统总动量没有影响。ACD第22页动量守恒定律普遍性动量守恒定律普遍性不一样点1牛顿运动定律包括是作用牛顿运动定律包括是作用过程过程，动量守恒定律只包括始末两个动量守恒定律只包括始末两个状态状态。动量守恒定律与牛顿运动定律在经典力动量守恒定律与牛顿运动定律在经典力学中都占有及其主要地位，二者亲密相关。学中都占有及其主要地位，二者亲密相关。2牛牛 顿顿 运运 动动 定定 律律 从从“力力”角角 度度 反反 应应 物物 体体 间间相相 互互 作作 用用；动动 量量 守守 恒恒 定定 律律 从从“动动 量量”角角度度描描述述物物体体间间相相互互作作用用。3适用范围不一样：牛顿运动定律仅适合用于适用范围不一样：牛顿运动定律仅适合用于宏观低速宏观低速物体；而动量守恒定律是物体；而动量守恒定律是自然自然界普遍适用界普遍适用，尤其是对高速（靠近光速），尤其是对高速（靠近光速）和微观领域（原子、分子尺度）。和微观领域（原子、分子尺度）。第23页一个质量为一个质量为M M，底面边长为，底面边长为L L三角形劈三角形劈块静止于光滑水平面上块静止于光滑水平面上,一质量为一质量为m m小小球由斜面顶部无初速滑到底部过程中球由斜面顶部无初速滑到底部过程中,劈块移动距离是多少？劈块移动距离是多少？例题65.5.瞬时性瞬时性 （系统某一时（系统某一时刻总动量应是系统内各刻总动量应是系统内各 物体在该时刻动量矢量和）物体在该时刻动量矢量和）第24页7.7.一只小船静止在水面上，一个人从小船一端走到另一只小船静止在水面上，一个人从小船一端走到另一端一端.不计水阻力，以下说法中正确是不计水阻力，以下说法中正确是 A.A.人在小船上行走时，人对小船冲量比船对人冲量小，人在小船上行走时，人对小船冲量比船对人冲量小，所以人向前运动得快，小船向后退得慢所以人向前运动得快，小船向后退得慢B.B.人在小船上行走时，人质量比船质量小，它们受到人在小船上行走时，人质量比船质量小，它们受到冲量大小是一样，所以人向前运动得快，小船向后退冲量大小是一样，所以人向前运动得快，小船向后退得慢得慢C.C.当人停顿走动时，因为小船惯性大，所以小船要继当人停顿走动时，因为小船惯性大，所以小船要继续后退续后退D.D.当人停顿走动时，因为总动量守恒，所以小船也停当人停顿走动时，因为总动量守恒，所以小船也停顿后退顿后退BD第25页一维弹性碰撞设物体设物体以速度以速度与与原来静止物体原来静止物体碰撞，碰撞后它们速度分别为碰撞，碰撞后它们速度分别为和和。动量守恒：动量守恒：机械能守恒：机械能守恒：第26页两式联立，解得：两式联立，解得：第27页1111如图所表示，与轻弹簧相连物体如图所表示，与轻弹簧相连物体A A停放在光滑水平停放在光滑水平面上。物体面上。物体B B沿水平方向向右运动，跟与沿水平方向向右运动，跟与A A相连轻弹簧相相连轻弹簧相碰。在碰。在B B跟弹簧相碰后，对于跟弹簧相碰后，对于A A、B B和轻弹簧组成系统，和轻弹簧组成系统，以下说法中正确是（以下说法中正确是（）A A弹簧压缩量最大时，弹簧压缩量最大时，A A、B B速度相同速度相同B B弹簧压缩量最大时，弹簧压缩量最大时，A A、B B动能之和最小动能之和最小C C弹簧被压缩过程中系统总动量不停减小弹簧被压缩过程中系统总动量不停减小D D物体物体A A速度最大时，弹簧弹性势能为零速度最大时，弹簧弹性势能为零ABD第28页试验原理试验原理m mA Av vA A=m mA Av vA A+m mB Bv vB B2 2、本试验在误差允许范围内验证上式成立。两小球碰、本试验在误差允许范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作撞后均作平抛运动平抛运动,用用水平射程水平射程间接间接表示小球平抛初速表示小球平抛初速度：度：OP-mOP-mA A以以v vA A平抛时水平射程平抛时水平射程OM-mOM-mA A以以v vA A平抛时水平射程平抛时水平射程O ON-mN-mB B以以v vB B 平抛时水平射程平抛时水平射程验验 证证 表表 示示 式式：m mA AO OP P=m mA AO OM M+m mB BO ON N1 1、两小球在水平方向发生正碰、两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零水平方向合外力为零,动量守恒。动量守恒。第29页试验仪器试验仪器 斜槽、重锤、入射小球斜槽、重锤、入射小球A A、被碰小球、被碰小球B B、白纸、复写纸、白纸、复写纸、天平、天平、游标卡尺游标卡尺、直尺、圆规、直尺、圆规、第30页试验步骤试验步骤、先先用用天平测量天平测量出两个小球质量出两个小球质量m mA A、m mB B。、安装好试验装置、安装好试验装置,注意使试验器注意使试验器斜槽末端点斜槽末端点切线水切线水平平。把被碰球放在斜槽前支柱上把被碰球放在斜槽前支柱上,调整试验装置使调整试验装置使两球两球处于同一高度处于同一高度,且两球球心和槽轴线在一直线上且两球球心和槽轴线在一直线上,两球心两球心间距离即为槽和支柱间距离。垫木板和白纸时间距离即为槽和支柱间距离。垫木板和白纸时,要使要使木木板水平板水平。准确地标绘出槽口中心竖直准确地标绘出槽口中心竖直投影点投影点O O。第31页、先不放被碰球、先不放被碰球B,B,让入射球让入射球A A从斜槽上从斜槽上同一高同一高度处度处滚下滚下,重复重复5 58 8次次,用圆规画尽可能小圆把全部小球落点都圈用圆规画尽可能小圆把全部小球落点都圈在里面在里面,该小圆圆心该小圆圆心,就是入射球落地点就是入射球落地点P P。试验步骤试验步骤第32页、过、过O O、N N在纸上作直线在纸上作直线,取取OOOO2r,O2r,O即为被即为被碰球被碰时球心投影位置。碰球被碰时球心投影位置。、把被碰小球、把被碰小球B B放在支架上放在支架上,让入射小球让入射小球A A从从同同一高度滚下一高度滚下,使它们发生正碰使它们发生正碰,重复重复5 58 8次次,仿步仿步骤骤,求出入射小球求出入射小球A A平均落点平均落点M M和被碰小球和被碰小球B B平均平均落点落点N N。试验步骤试验步骤第33页、用刻度尺量、用刻度尺量OMOM、OPOP、ONON长度。把两小球长度。把两小球质量和对应质量和对应“速度数值速度数值代入表示式看是否成代入表示式看是否成立立:、整理试验器材，放回原处。、整理试验器材，放回原处。验验 证证 表表 示示 式式：m mA AO O P P=m mA AO O M M+m mB BO ON N试验步骤试验步骤第34页训练1.1.在做碰撞中动量守恒试验时，不需要测量物在做碰撞中动量守恒试验时，不需要测量物理量有理量有 A A、入射小球和被碰小球质量、入射小球和被碰小球质量 B B、入射小球和被碰小球直径、入射小球和被碰小球直径 C C、斜槽轨道末端距地面高度、斜槽轨道末端距地面高度 D D、入射球滚下到抛出时高度差、入射球滚下到抛出时高度差 E E、入射球末碰撞时飞出水平距离、入射球末碰撞时飞出水平距离 F F、入射球和被碰球碰撞后飞出水平距离、入射球和被碰球碰撞后飞出水平距离 CD第35页 2.2.入射球入射球m m1 1碰撞前速度以及被碰球碰撞前速度以及被碰球m m2 2碰撞后速度可用碰撞后速度可用其运动水平位移来表示，图中其运动水平位移来表示，图中M M、N N、P P是小球落点，以是小球落点，以下说法中正确是下说法中正确是 A A、OO是被碰球在碰撞前其球心在纸上垂直投影是被碰球在碰撞前其球心在纸上垂直投影 B B、O O是碰撞前入射球球心在纸上垂直投影是碰撞前入射球球心在纸上垂直投影 C C、被碰球碰撞后动量可表示为、被碰球碰撞后动量可表示为 D D、入射球碰撞前动量可表示为、入射球碰撞前动量可表示为ABC第36页3.如图为试验室中验证动量守恒试验装置示意图如图为试验室中验证动量守恒试验装置示意图若若入入射射小小球球质质量量为为m1，半半径径为为r1；被被碰碰小小球球质质量量为为m2，半径为，半径为r2，则，则 （）Am1 m2 r1 r2 Bm1 m2 r1 m2 r1r2 Dm1mmB B）两球碰撞来）两球碰撞来验证动验证动量守恒定律量守恒定律.试验时试验时先使先使A A球从斜槽上某一固定位置球从斜槽上某一固定位置G G由静由静止开始止开始滚滚下，落到位于水平地面下，落到位于水平地面统计纸统计纸上，留下痕迹上，留下痕迹.重复上述重复上述操作操作1010次，得到次，得到1010个落点痕迹个落点痕迹.再把再把B B球放在水平槽上靠近槽末球放在水平槽上靠近槽末端地方，端地方，让让A A球仍从位置球仍从位置G G由静止开始由静止开始滚滚下，和下，和B B球碰撞后，球碰撞后，A A、B B球分球分别别在在统计纸统计纸上留下各自落点痕迹上留下各自落点痕迹.重复重复这这种操作种操作1010次，得次，得到了如到了如图图所表示三个落地点所表示三个落地点(1)(3(1)(3分分)在以下在以下选项选项中，哪些是此次中，哪些是此次试验试验必必须测须测量量（）A A水平槽上未放水平槽上未放B B球球时时，测测量量A A球落点位置到球落点位置到O O点距离点距离B BA A球与球与B B球碰撞后，球碰撞后，测测量量A A球落点位置到球落点位置到O O点距离点距离C C测测量量A A球或球或B B球直径球直径D D测测量量A A球和球和B B球球质质量（或两球量（或两球质质量之比）量之比）E E测测量量G G点相点相对对于水平槽面高度于水平槽面高度第40页(2)(3分分)试验中必须要求条件是（试验中必须要求条件是（）A斜槽轨道尽可能光滑以降低误差斜槽轨道尽可能光滑以降低误差B斜槽轨道末端切线必须水平斜槽轨道末端切线必须水平C入射球和被碰球质量必须相等，且大小相同入射球和被碰球质量必须相等，且大小相同D入射球每次必须从轨道同一位置由静止滚下入射球每次必须从轨道同一位置由静止滚下(3)（6分）则由图能够判断出分）则由图能够判断出M是是_球落地点，球落地点，P是是_球落地点球落地点,N是是_球落地点球落地点.A A B 第41页(4)(3分分)验证动量守恒关系式是验证动量守恒关系式是_(5)(3分分)某次试验中得出落点情况以下列图所表示，某次试验中得出落点情况以下列图所表示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被和被碰小球质量碰小球质量m2之比为之比为_.mAOP=mAOM+mBON 4：1 第42页