魯科版 (2019)選擇性必修 第一冊第2節(jié) 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用背景圖課件ppt

這是一份魯科版 (2019)選擇性必修 第一冊第2節(jié) 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用背景圖課件ppt，共24頁。PPT課件主要包含了動(dòng)量守恒定律等內(nèi)容，歡迎下載使用。
兩個(gè)穿滑冰鞋的同學(xué)靜止站在滑冰場上，不論誰推對方，兩人都會(huì)向相反方向滑去。在推動(dòng)前，兩人的動(dòng)量都為0；推動(dòng)后，每個(gè)人的動(dòng)量都發(fā)生了變化。那么，他們的總動(dòng)量在推動(dòng)前后是否也發(fā)生了變化呢？
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在氣墊導(dǎo)軌上，無論兩滑塊的質(zhì)量是否相等，它們在被彈開前的總動(dòng)量為0，彈開后的總動(dòng)量也幾乎為0。這說明氣墊導(dǎo)軌上的兩滑塊在相互作用前后的總動(dòng)量幾乎是不變的。
如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。
說明：系統(tǒng)以外物體施加給系統(tǒng)內(nèi)物體的力稱為外力,系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力稱為內(nèi)力,內(nèi)力不改變系統(tǒng)的總動(dòng)量。
（1）系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為0.
動(dòng)量守恒定律的適用條件
（2）系統(tǒng)所受合外力不為0，但系統(tǒng)所受合外力遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)力時(shí)，該系統(tǒng)的總動(dòng)量可認(rèn)為近似守恒。如碰撞、爆炸等，此時(shí)外力可以忽略。
F·Δt=mv'–mv
單個(gè)物體受力與動(dòng)量變化量之間的關(guān)系
如圖所示，在光滑水平桌面上沿同一方向做勻速運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體A、B，質(zhì)量為m2的B物體追上質(zhì)量為m1的A物體，并發(fā)生碰撞，設(shè)A、B兩物體碰前速度分別為v1、v2(v2>v1)，碰后速度分別為v1′、v2′，碰撞時(shí)間很短，設(shè)為Δt。
設(shè)B對A的作用力是F1，A對B的作用力是F2。請用所學(xué)知識(shí)證明碰撞前后，兩物體總動(dòng)量之和相等。
根據(jù)動(dòng)量定理：對A：F1Δt＝m1v1′－m1v1①對B：F2Δt＝m2v2′－m2v2②由牛頓第三定律知F1＝－F2③由①②③得兩物體碰撞前后總動(dòng)量關(guān)系為： m1v1＋m2v2 =m1v1′＋m2v2′.
兩個(gè)物體碰撞后的動(dòng)量之和等于碰撞前的動(dòng)量之和。
如圖所示，光滑的水平面上兩小車中間夾一壓縮的輕彈簧，兩手分別按住小車使他們靜止，對兩車及彈簧組成的系統(tǒng)試分析：(1)兩手同時(shí)放開，兩車的動(dòng)量均不為0，他們的總動(dòng)量是否增加了？
雖然兩小車的動(dòng)量都不為0，但由于動(dòng)量是矢量，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，它們的總動(dòng)量仍然為0，并沒有增加。
(2)若先放開左手，再放開右手后，系統(tǒng)的總動(dòng)量是否為0？若不為零，方向如何？之后系統(tǒng)的總動(dòng)量是否守恒？
先放開左手，左邊的小車就向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)再放開右手后，系統(tǒng)總動(dòng)量不為0，方向向左。之后系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)總動(dòng)量守恒。
1.如圖所示，小車與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過程，下列說法正確的是A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.木箱的動(dòng)量的變化量與男孩、小車的總動(dòng)量的變化量相同
2.2022年北京冬奧會(huì)，中國選手順利拿下花樣滑冰雙人滑自由滑總分第一名，為中國代表團(tuán)拿到北京冬奧會(huì)第九枚金牌。比賽中，兩個(gè)人靜立在賽場中央，互推后各自沿直線后退，然后進(jìn)行各種表演。女選手的質(zhì)量小于男選手的質(zhì)量，假設(shè)雙人滑冰場地為光滑冰面，下列關(guān)于兩個(gè)人互推前后的說法正確的是A.靜止在光滑的冰面上互推后瞬間，兩人的總動(dòng)量不再為0B.靜止在光滑的冰面上互推后瞬間，兩人的總動(dòng)量為0C.男選手質(zhì)量較大，互推后兩人分離時(shí)他獲得的速度較大D.女選手質(zhì)量較小，互推后兩人分離時(shí)她獲得的速度較小
系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒的判定方法1.選定研究對象及研究過程，分清外力與內(nèi)力。2.分析系統(tǒng)受到的外力矢量和是否為零，若外力矢量和為零，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒；若外力在某一方向上合力為零，則在該方向上系統(tǒng)動(dòng)量守恒。系統(tǒng)動(dòng)量嚴(yán)格守恒的情況很少，在分析具體問題時(shí)要注意把實(shí)際理想化，若系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒。3.除了利用動(dòng)量守恒條件判定外，還可以通過實(shí)際過程中系統(tǒng)各物體各方向上總動(dòng)量是否保持不變來進(jìn)行直觀的判定。
2、動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用
動(dòng)量守恒定律不同表達(dá)式
(1)p＝p′：表示系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p′。(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′：表示相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，作用前的總動(dòng)量等于作用后的總動(dòng)量。(3)Δp1＝－Δp2：表示相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，其中一個(gè)物體的動(dòng)量變化量與另一個(gè)物體的動(dòng)量變化量一定大小相等、方向相反。(4)Δp＝0：表示系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零。
3.(2022·青海西寧市高一月考)如圖甲所示，質(zhì)量為M的長木板靜止在光滑的水平面上，t＝0時(shí)一質(zhì)量為m的滑塊以水平初速度v0從長木板的左端沖上木板并最終從右端滑下。已知滑塊和長木板在運(yùn)動(dòng)過程中的v－t圖像如圖乙所示，則長木板與滑塊的質(zhì)量之比M∶m為A.1∶2 B.2∶1C.1∶3 D.3∶1
4.質(zhì)量為3 kg的小球A在光滑水平面上以6 m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)。(1)若遇上質(zhì)量為5 kg、以4 m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)的小球B，碰撞后B球恰好靜止，求碰撞后A球的速度；
取向右為正方向，則vA＝6 m/s，vB＝－4 m/s，根據(jù)動(dòng)量守恒定律mAvA＋mBvB＝mAvA′
(2)若遇上質(zhì)量為2 kg、靜止的小球B，碰撞后A和B一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，求碰撞后兩球共同的速度。
答案　3.6 m/s，方向向右
取向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律mAvA＝(mA＋mB′)v解得v＝3.6 m/s，方向向右。
應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題的思路
明確研究對象，確定系統(tǒng)的組成
受力分析，分清內(nèi)力、外力，確定動(dòng)量是否守恒
規(guī)定正方向，確定初、末動(dòng)量
根據(jù)動(dòng)量守恒定律，建立方程
代入數(shù)據(jù)，求出結(jié)果并討論說明
3、某一方向上的動(dòng)量守恒
若系統(tǒng)受到的合外力不為零,系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒。但若在某一方向上合外力為零,則系統(tǒng)在此方向上動(dòng)量守恒。系統(tǒng)在某一方向動(dòng)量守恒時(shí),動(dòng)量守恒表達(dá)式為:(以水平方向動(dòng)量守恒為例)
m1v1x＋m2v2x =m1v1x′＋m2v2x′
5.(2023·山東泰安市高二上期末)如圖所示，光滑水平面上靜止著一質(zhì)量為M的小車，小車上有一光滑的、半徑為R的 圓弧軌道，右側(cè)有一固定豎直擋板。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的光滑小球從軌道的上端由靜止開始釋放，下列說法中正確的是
A.小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒C.撤去擋板，小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.撤去擋板，小球下滑過程中，小車和小球組成的系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒
6.(2022·安徽六安市期中)如圖所示，質(zhì)量為m＝1 kg的小球在距離車底部h＝20 m高處以一定的初速度向左被水平拋出，落在以v0＝7.5 m/s的速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車中，小車足夠長，質(zhì)量為M＝4 kg，設(shè)小球在落到車底前瞬間的速度大小是25 m/s，g取10 m/s2，則當(dāng)小球與小車相對靜止時(shí)，小車的速度大小是A.1 m/s B.3 m/sC.9 m/s D.11 m/s