人教版物理选修3-5课件第16章第三节.ppt

第三节动量守恒定律,课前自主学案,核心要点突破,课堂互动讲练,课标定位,知能优化训练,第三节,课标定位学习目标：1.理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道系统动量守恒的条件，并正确区分内力和外力2能利用动量守恒定律解释有关现象和解决实际问题重点难点：1.动量守恒定律的适用条件2动量守恒定律在实际中的应用,课前自主学案,一、系统内力和外力1系统：相互作用的两个(或多个)物体组成一个整体2内力：系统_物体间的相互作用力3外力：系统_的物体对系统_的物体的作用力二、动量守恒定律1内容：如果一个系统_，或者所受外力的矢量和_，这个系统的总动量_，这就是动量守恒定律,内,外,内,不受外力,为零,保持不变,2表达式：pp(系统相互作用前后总动量p、p相等)3成立条件(1)系统不受_；(2)系统所受外力之和_三、动量守恒定律的普适性1相互作用的物体无论是低速还是高速运动；无论是宏观物体还是微观粒子，动量守恒定律_2动量守恒定律是一个独立的_规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域,外力,为零,都适用,实验,核心要点突破,一、正确把握动量守恒的条件动量守恒定律虽然是普遍适用的规律，但应用它必须满足一定条件，概括起来，有以下几种情况：1系统不受外力，或系统所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒,2系统所受合外力不为零，但合外力远小于系统的内力，外力可忽略不计，系统的总动量近似守恒，如碰撞、爆炸等现象。3系统所受合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，或在某一方向上外力远小于内力，则系统在该方向上的动量守恒,即时应用(即时突破，小试牛刀)1在下列各种现象中，动量守恒的是()A在光滑水平面上两球发生正碰，两球构成的系统B车原来静止在光滑水平面上，车上的人从车头走到车尾，人与车组成的系统C水平放置的弹簧，一端固定，另一端与置于光滑水平面上的物体相连，令弹簧伸长，使物体运动，物体与弹簧构成的系统D打乒乓球时，球与球拍构成的系统答案：AB,二、动量守恒定律的理解及应用1研究对象：相互作用的物体组成的系统2动量守恒指的是总动量在相互作用的过程中时刻守恒，而不是只有始末状态才守恒3动量守恒定律的表达式(1)pp(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p),(2)p1p2(相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反)(3)p0(系统总动量增量为零)(4)m1v1m2v2m1v1m2v2(相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和),4动量守恒定律的“四性”(1)矢量性：公式中的v1、v2、v1和v2都是矢量只有它们在同一直线上时，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能将矢量运算简化为代数运算(2)相对性：速度具有相对性，在应用动量守恒定律列方程时，应注意各物体的速度值必须是相对同一惯性参考系的速度，通常以地面为参考系,(3)同时性：动量守恒定律方程两边的动量分别是系统在初、末态的总动量，初态动量中的速度必须是相互作用前同一时刻的瞬时速度，末态动量中的速度必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度(4)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统,5应用动量守恒定律的解题步骤(1)确定相互作用的系统为研究对象；(2)分析研究对象所受的外力；(3)判断系统是否符合动量守恒的条件；(4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号；(5)根据动量守恒定律列式求解,即时应用(即时突破，小试牛刀)2.如图1631所示，用细线挂一质量为M的木块，有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计)，木块的速度大小为(),图1631,解析：选B.子弹和木块水平方向动量守恒，mv0Mvmv，选B.,课堂互动讲练,把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和小车的下列说法中正确的是()A枪和子弹组成的系统动量守恒B枪和小车组成的系统动量守恒C若忽略不计子弹和枪筒间的摩擦，枪、小车和子弹组成的系统动量才近似守恒D枪、子弹和小车组成的系统动量守恒,【思路点拨】一是选好研究的系统，二是分析系统是否受到外力的作用【精讲精析】枪发射子弹的过程中，它们的相互作用力是火药的爆炸力和射出子弹时子弹与枪筒的摩擦力，枪和小车一起在水平地面上做变速运动，枪和小车之间也有相互作用力，如果选取枪和子弹为系统，则小车给枪的力为外力，故A错误,如果选取枪和小车为系统，则子弹给枪的力为外力，B错误如果以小车、枪和子弹组成的系统为研究对象，则子弹和枪筒之间的摩擦力不是外力，故不存在忽略的问题，C错误子弹、枪和小车组成的系统水平方向上不受外力，故整体动量守恒，D项正确【答案】D【方法总结】判断动量是否守恒，即要着眼于系统，又要注意所研究的过程，一定要明确哪一过程中哪些物体组成的系统动量是守恒的,变式训练1在光滑水平面上A、B两小车中间连有一轻弹簧，如图1632所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是(),图1632,A两手同时放开后，系统总动量始终为零B先放开左手，再放开右手后，动量不守恒C先放开左手，后放开右手，总动量向左D无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量保持不变，但系统的总动量不一定为零答案：ACD,一辆质量为60 kg的小车上有一质量为40 kg的人(相对车静止)一起以2 m/s的速度向前运动，突然人相对车以4 m/s的速度向车后跳出去，则车速为多大？下面是几个学生的解答，请指出错在何处(1)人跳出车后，车的速度为v，车的动量为60v，人的动量为40(4v)，由动量守恒定律有(6040)260v40(4v)解得v0.4 m/s.,【精讲精析】(1)没有注意矢量性；(2)没有注意相对性；(3)没有注意同时性选地面为参考系，小车的运动方向为正，v02 m/s，人相对于车的速度u4 m/s，人跳车后车的速度为v1，人的速度为v2，则v2v1u(v14)m/s由动量守恒定律有(Mm)v0Mv1mv2代入数据得(6040)260v140(v14)解得v13.6 m/s.【答案】3.6 m/s,【方法总结】在应用动量守恒定律解题时，一定要注意矢量性、同时性和相对性,变式训练2如图1633所示，在光滑水平面上，有质量为M3 kg的薄板和质量为m1 kg的物块，都以v4 m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4 m/s时，物块的运动情况是()A做加速运动 B做减速运动C做匀速运动 D以上运动都可能,图1633,(2011年高考山东理综卷)如图1634所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度(不计水的阻力),【思路点拨】避免两船相碰的临界条件：甲船上的人接住货物后，两船具有相同的速度,图1634,【自主解答】设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得12mv011mv1mvmin10m2v0mvmin11mv2为避免两船相撞应满足v1v2联立式得vmin4v0.【答案】4v0,变式训练3(2011年安徽亳州高二检测)两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动某时刻甲的速率为2 m/s，乙的速率为3 m/s，方向与甲相反两车运动过程中始终未相碰求：(1)两车最近时，乙的速度为多大？(2)甲车开始反向运动时，乙车的速度为多大？,答案：(1)1.33 m/s(2)2 m/s,两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上A、B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图1635所示一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度,图1635,变式训练4如图1636所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平桌面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，设小球不能越过滑块，求：(1)小球到达最高点时小球和滑块的速度分别为多少？(2)小球上升的最大高度,图1636,