第一章 第4节 动量守恒定律的应用-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案课件PPT（粤教版2019）

动量和动量守恒定律 第一章 第四节　动量守恒定律的应用 1．会用动量守恒定律分析求解较复杂的实际问题，如多物体、多过程问题.2.了解反冲的概念，能用动量守恒定律解决反冲运动问题，以及“人船模型”问题.3.了解火箭的工作原理，能用动量守恒定律进行简单计算. 课前自主学习 在水平方向上 在水平方向上 相反 很大 极短 远大于 动量守恒定律 反冲 速度 比 1．判一判 (1)飞船做圆周运动时，若想变轨，通常需要向前或向后喷出气体，该过程中飞船和喷出的气体所组成的系统动量守恒．(　　) 提示：以飞船和喷出的气体所组成的系统为研究对象，内力远大于外部的万有引力，故可认为变轨过程系统动量守恒． (2)火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果．(　　) 提示：火箭点火后离开地面向上运动，是由于火箭燃料燃烧产生高温、高压的燃气，燃气从尾部喷管喷出，对火箭施以反作用力，使火箭加速上升． 提示 √ × (3)吹大的气球松手放气时，气球飞快地向后飞出是反冲现象．(　　) 提示：气球飞出的原因是气球中的气体从球口喷出，气球由于反冲而向后飞出． (4)反冲运动中，系统的内力做功，系统的总动量虽然守恒，但系统的动能会发生变化．(　　) (5)反冲是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受合外力不为零，但由于内力远大于外力，动量近似守恒．(　　) 提示 √ √ √ 2．想一想 (1)反冲现象都是有益的吗？ 提示：不是的．如用枪射击时，枪身的反冲会影响射击的准确性． (2)假如在月球上建一座飞机场，螺旋桨飞机可以飞行吗？如果不行应怎么办？ 提示：不可以．螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的，不能在真空中飞行．若想在真空中飞行，可利用反冲原理． 提示 课堂探究评价 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 课堂任务 　多物体、多过程动量守恒问题 活动1：如图1，冰壶运动员掷出冰壶的瞬间，运动员与冰壶组成的系统动量守恒吗？ 提示：因为冰壶和运动员与冰面的摩擦因数很小，摩擦力远小于系统内力，可以忽略不计，所以掷壶队员与冰壶组成的系统在水平方向上可视为合外力为零，在水平方向上动量守恒． 活动2：掷壶队员手持冰壶以速度v0前行，至前卫线时，将冰壶以相对于手的水平速度v1掷出，掷壶队员与冰壶的质量分别为M、m.冰壶出手后，掷壶队员的速度v是多少？ 提示 活动3：如图2，运动员掷出的冰壶设为A，其出手后向前滑行一段距离s后将停在目标区圆心的对方冰壶B撞出目标区域，冰壶B距目标区域圆心sB处停下，冰壶A继续向前运动一段距离停在某处．冰壶A即将被抛出至两冰壶刚碰撞结束的过程，掷壶队员与冰壶A、B组成的系统水平方向动量是否守恒？ 提示：冰壶A和运动员滑动的过程受摩擦力减速，摩擦力不可忽略，则冰壶A即将被抛出至两冰壶刚碰撞结束的过程，运动员与冰壶A、B组成的系统水平方向动量不守恒． 提示 提示 1．动量守恒定律的普适性 (1)动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域． (2)牛顿运动定律和动量守恒定律的比较 ①动量守恒定律与牛顿运动定律在经典力学中都占有极其重要的地位，两者密切相关．牛顿运动定律从“力”的角度反映物体间的相互作用；动量守恒定律从“动量”的角度描述物体间的相互作用． ②用牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程中的力，对于过程中是变力的问题解决起来困难，甚至不能求解．而动量守恒定律只涉及始、末两个状态，与过程中力的细节无关，可以简化要解决的问题． ③在微观和高速领域，牛顿运动定律不再适用，而动量守恒定律仍然正确． 2．多物体、多过程动量守恒问题的分析方法 多个物体相互作用时，物理过程往往比较复杂，分析此类问题时应注意： (1)正确选取研究对象，有时需对整体应用动量守恒定律，有时只需对部分物体应用动量守恒定律．研究对象的选取，一是取决于系统是否满足动量守恒的条件，二是根据所研究问题的需要． (2)正确进行过程的选取和分析，通常对全程进行分段分析，并找出联系各阶段的状态量．列式时有时需分过程多次应用动量守恒定律，有时只需针对初、末状态建立动量守恒的关系式． 3．动量守恒定律的矢量性 动量是矢量，相互作用的物体组成的系统的总动量是指组成系统的所有物体的动量的矢量和．在合外力为零时，尽管系统的总动量不变，但组成系统的各个物体的动量却可能不断变化．在运用动量守恒定律具体计算时，经常采用正交分解法，写出动量守恒定律的分量方程，这样可把矢量运算转化为代数运算． 例1　如图所示，木块A的质量为mA＝1 kg，足够长的木板B的质量为mB＝4 kg，质量为mC＝4 kg的木板C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦．现使A以v0＝12 m/s的初速度向右运动，与B碰撞后将以4 m/s的速度弹回，C始终未脱