内容正文:
第一章 动量守恒定律
§1.3 动量守恒定律
学习目标
1、能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞现象中的动量变化。
2、在了解系统、内力和外力的基础上,理解动量守恒定律。
3、能够运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。
4、了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。
复习回顾
在第一节中,我们通过这三个实验探究得知:
碰撞前后,系统质量与速度的乘积之和不变。
一、动量守恒定律
情境:光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体
推导:规定向右为正方向
对A,由动量定理可得:
对B,由动量定理可得:
联立得:
移向得: =+
思考:通过上述推导过程,分析碰撞过程,系统总动量保持不变的原因是什么?
一、动量守恒定律
1、内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
系统:两个(或多个)相互作用的物体构成的整体。
内力:系统中物体间的作用力。
外力:系统以外的物体施加给系统内物体的力。
2、表达式: +=
其他表达式:
3、适用条件:系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0。
4、矢量式:在使用时要注意规定正方向。
一、动量守恒定律的理解
1、对“总动量保持不变”的理解
(1)系统在整个过程中任意两个时刻的,总动量都相等,不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等。
(2)系统的总动量保特不变,但系统内每个物体的动量可能都在不断变化。
2、 对守恒条件的进一步理解
(1)系统不受外力作用,或所受外力作用的矢量和为 0。
(2)系统所受的外力矢量和不为0,但外力远远小于系统内各物体间的内力,此时系统的总动量近似守恒。如碰撞、爆炸等剧烈的过程。
(3)系统所受的合外力不为0,但在某一方向上合外力为 0,则系统在该方向上动量守恒。
演示:水平方向动量守恒
二、动量守恒定律的应用
例题1 例题2
练习1、
二、动量守恒定律的应用
练习2、质量是10g的子弹,以300 m/s 的速度射入质量是24g、静止在光滑水平桌面上的木块。
(1)如果子弹留在木块中,木块运动的速度是多大?
(2)如果子弹把木块打穿,子弹穿过后的速度为100 m/s,这时木块的速度又是多大?
二、动量守恒定律的应用
练习3、(多选)如图所示,小车AB放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,AB总质量为M,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时AB和C都静止,当突然烧断细绳时,C被释放,C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.弹簧伸长过程中C向右运动,同时AB也向右运动
B.C与B碰前,C与AB的速率之比为M∶m
C.C与油泥粘在一起后,AB立即停止运动
D.C与油泥粘在一起后,AB继续向右运动
√
√
10
二、动量守恒定律的应用
练习4、光滑水平面上放着一质量为M的槽,槽与水平面相切且光滑,如图所示,一质量为m的小球以速度v0向槽运动,若开始时槽固定不动,求小球上升的高度(槽足够高);若槽不固定,则小球又上升多高?
动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关。这样,问题往往能大大简化。
二、动量守恒定律的应用
应用动量守恒定律解决问题的基本思路:
明确研究对象与研究过程(一般是系统)
判断研究过程中系统的动量是否守恒
规定正方向,分析系统的初动量和末动量
根据动量守恒定律列方程求解
动量守恒定律的普适性:
动量守恒定律的适用范围非常广泛。甚至在牛顿运动定律不再适用的微观、高速领域,动量守恒定律仍然适用。
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