1.4动量守恒定律的应用 课件 -2023-2024学年高二上学期物理粤教版(2019)选择性必修第一册

by甘腾胜@20221201 新粤教版(2019)高中物理选择性必修第一册 第一章 1.4 动量守恒定律的应用 动量守恒定律的应用 普适性 适用于计算合外力为零时系统中物体相互作用的规律。 （1）不仅适用于正碰，也适用于斜碰； （2）不仅适用于碰撞，也适用于任何形式的互相作用； （3）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。 动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律 动量守恒定律的应用 【例1】冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，为冬奥会比赛项目。掷壶队员手持冰壶从本垒圆心向前的速度v0=1m/s，至前卫线冰壶出手瞬间，冰壶在水平方向上相对于手的速度v1=2m/s，设掷壶队员的质量为M=60kg，冰壶的质量m=20kg。冰面的摩擦力可以忽略不计。 v=0.5m/s，方向不变 【思考问题】 （1）掷壶队员与冰壶组成的系统的动量守恒吗？ （2）冰壶出手后，掷壶队员的速度是如何变化的？ 讨论与交流 冰壶运动除了上述掷壶过程遵守动量守恒定律，还有哪些过程也遵守动量守恒定律？请和同学一起深入研究，建立相应的物理模型进行定量分析，并与其他同学分享。 反冲 “水火箭”发射 火箭发射 火箭原理 反冲 1、反冲：如果一个静止的物体在内力作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动，这种现象叫作反冲。 2、特点： （1）物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动； （2）反冲运动中物体之间相互作用力很大，且作用时间短，一般满足内力远大于外力，可用动量守恒定律来处理； （3）反冲运动中，有其他形式的能量转化为机械能，所以系统的总动能增加。 蒸汽炮车 反击式水轮机 讨论与交流 如图所示，反冲小车停在光滑的桌面上，车上固定一个用胶塞塞住封口的试管。试管内充满空气，用车上的酒精灯加热试管尾端。当试管内的空气达到一定温度时，胶塞从试管口喷出，此时小车是否运动？胶塞从试管口喷出瞬间，整个反冲小车遵循动量守恒定律吗？ 如果试管斜向上与水平面成θ角，其他条件不变，胶塞喷出时小车相对于地面的速度v′′为多少？ 设反冲小车总质量为M，胶塞质量为m，胶塞喷出时，胶塞相对于地面的速度为v，此时，小车相对于地面的速度v′是多少？ 反冲 狙击枪反冲 火炮发射反冲 防止 反冲 应用 农田、园林喷灌装置 水上极限运动 火箭发射 【例2】如图所示，用火箭发射人造卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以速度v=7.0×103m/s绕地球做匀速圆周运动。已知卫星质量M=500kg，最后一节火箭壳体的质量m=100kg，某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度u=1.8×103m/s，试分析计算： （1）分离后卫星的速度是多大？ （2）火箭壳体的速度是多大？（以地面为参考系） （1）7.3×103m/s （2）5.5×103m/s 爆炸模型 【练1】(多)向空中发射一物体，不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a、b两块。若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则 A．b的速度方向一定与原速度方向相反 B．从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大 C．a、b一定同时到达地面 D．炸裂的过程中，a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等 CD 爆炸模型 【练2】(单)一质量为M的烟花斜飞到空中，到达最高点时的速度为v0，此时烟花炸裂成沿v0直线上的两块(损失的炸药质量不计) ，两块的速度沿水平相反方向，落地时水平位移大小相等，不计空气阻力。向前一块的质量为m，向前一块的速度大小为 A． B． C． D． C 反冲之人船模型 【练3】如图所示，长为l、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人相对地面的位移各是多少？ 人船模型 总结 1、条件： （1）系统由两个物体组成且相作用前静止，总动量为零； （2）在相对运动的过程中至少有一个方向动量守恒。 2、公式：ms1=Ms2 （1）公式中的位移是相对同一参考系的位移； （2）不论物体做的是匀速运动还是变速运动，结论都是相同的。 反冲之人船模型 【练4】(单)有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L。如图所示。已知他自身的质量为m，则渔船的质量为 A． B． C． D． B 反冲之人船模型 【练5】(单)一个质量为M的斜面体放在水平地面上，将一个质量为m的物块放置在斜面体顶端，使其由静止沿