魯科版 (2019)選擇性必修 第一冊第2節(jié) 動量守恒定律及其應(yīng)用試講課ppt課件

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站在冰面上的兩個同學(xué)。不論誰推誰。兩人都會向相反方向滑去。
物體間力的作用是相互的
兩人的動量都發(fā)生了變化，且方向相反。
動量變化規(guī)律的實驗探索
將兩滑塊靠在一起并壓縮彈片，用細(xì)線把它們拴住，兩滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。
將兩個質(zhì)量相等且?guī)в袕椘幕瑝K裝上相同的， 放置在氣墊導(dǎo)軌的中部。
燒斷細(xì)線，兩滑塊被彈片彈開后朝相反方向做勻速運動。測量遮光板通過光電門的時間，計算滑塊的速度。
增加其中一個滑塊的質(zhì)量，使其質(zhì)量是另一個的 2 倍，重復(fù)以上實驗。同樣判斷：兩滑塊在彈開前后的總動量會發(fā)生變化嗎？
判斷：在兩滑塊彈開前后，它們的總動量變化了嗎？
剪斷繩子后的系統(tǒng)總動量幾乎為零
實驗結(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量為 0,彈開后的總動量也幾乎為 0。這說明氣墊導(dǎo)軌上的兩滑塊在相互作用前后的總動量幾乎是不變的。
1、內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變
系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力稱為內(nèi)力。
兩同學(xué)組成一個系統(tǒng)，之間互推的力即為內(nèi)力。
各自受到的重力、支持力或摩擦力即為外力。
系統(tǒng)內(nèi)物體受到系統(tǒng)外物體的作用力則稱為外力。
①不受外力或F合=0 (系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零)
②F內(nèi) >>F外 (系統(tǒng)所受外力之和不為零，但系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力相對來說可以忽略不計)
③某方向上外力之和為零，在這個方向上動量守恒(系統(tǒng)雖受外力，且不能忽略，但在某一方向上所受外力為0，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒)
豎直方向不守恒，水平方向守恒
動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一， 不僅低速、宏觀領(lǐng)域遵循這一規(guī)律，高速（接近光速）、微觀（分子、原子的尺度）領(lǐng)域也遵循這一規(guī)律。 動量守恒定律比牛頓運動定律的適用范圍更廣。
1、將兩根完全相同的磁鐵分別固定在甲、乙兩輛小車上，兩小車相向運動的過程中，組成的系統(tǒng)動量是否守恒？
兩小車在運動過程中，相互排斥的磁力屬于內(nèi)力，整個系統(tǒng)的外力即重力和支持力的和為零，所以系統(tǒng)動量守恒。
2、如圖所示的四幅圖都是反映物理過程的圖，下列選項中描述系統(tǒng)動量守恒的是( )
A.如圖1所示，站在小車上的男孩用力推靜止在光滑的水平面上的木箱的過程中，男孩和小車組成的系統(tǒng) B．如圖2所示，光滑的水平面上的壓縮的輕質(zhì)彈簧恢復(fù)原長的過程中，A、B兩滑塊組成的系統(tǒng) C．如圖3所示，兩球勻速下降時細(xì)線斷開，兩球均在水面下方運動的過程中，兩球組成的系統(tǒng) D．如圖4所示，木塊沿光滑的斜面體由靜止開始下滑的過程中，木塊和斜面體組成的系統(tǒng)
3、如圖所示， 在光滑的水平面上有一輛平板車，某同學(xué)站在車上，想通過敲打車的左端讓小車向右不斷運動?？尚袉?？為什么？
把人、錘子和平板車看成一個系統(tǒng)，系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動量守恒。用錘子連續(xù)敲打車的左端，根據(jù)水平方向動量守恒可知，系統(tǒng)的總動量為零，錘子向左運動，平板車向右運動；錘子向右運動，平板車向左運動，所以車左右往復(fù)運動，不會持續(xù)地向右運動。
小船?？亢厱r，如果船還未拴住，人便匆匆上岸，人有可能會掉入水中。為什么會出現(xiàn)這種情況？
船在水面，水平方向受到水的阻力很小。人與船組成的系統(tǒng)動量守恒。當(dāng)人向前運動時，船會向后退。
在一個光滑的水平面上有兩個同向運動的小球A、B，質(zhì)量分別為m1、m2，速率為v1、v2,且v1>v2,當(dāng)兩球碰撞后分別以v1′和v2′繼續(xù)向原方向運動。
設(shè)碰撞過程B對A平均作用力為F1, A對B平均作用力為F2,力作用時間為t，以速度方向為正方向
冬季雨雪天氣時，公路上容易發(fā)生交通事故。在結(jié)冰的公路上，一輛質(zhì)量為1.8×103 kg 的輕型貨車尾隨另一輛質(zhì)量為 1.2×lO3 kg 的轎車同向行駛，因貨車未及時剎車而發(fā)生追尾（即碰撞，圖 1-18 )。若追尾前瞬間貨車速度大小為 36 km/h， 轎車速度大小為 18 km/h，剛追尾后兩車視為緊靠在一起，此時兩車的速度多大？
設(shè)貨車質(zhì)量為m1，轎車質(zhì)量為m2,碰撞前貨車速度為v1 、 轎車速度為 v2，碰撞后兩車速度為v,選定兩車碰撞前的速度方向為正方向。
以兩車組成的系統(tǒng)為研究對象，該系統(tǒng)受到的外力有重力、支持力和摩擦力。由于碰撞時間很短，碰撞過程中系統(tǒng)所受合外力通常遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)力，可近似認(rèn)為在該碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒。
所以， 剛追尾后兩車的速度為 28.8 km/h。
在微觀粒子發(fā)生碰撞時，運用動量守恒定律還可測量微觀粒子的質(zhì)量。例如，氫原子核的質(zhì)量是 1.67 × 10-27 kg，它以 1.0×lO7 m/s 的速度與一個原來靜止的氮原子核相碰撞，碰撞后以 6.0×106 m/s 的速度被反彈回來，而氮原子核以 4.0×106 m/s 的速度向前運動。求氮原子核的質(zhì)量。
設(shè)氫原子核質(zhì)量為m1，氮原子核質(zhì)量為m2,碰撞前氫原子核速度為v1 、氮原子核速度為v2，碰撞后氫原子核速度為v1′,氮原子核速度為v2′，選定碰撞前氫原子核速度方向為正方向。
質(zhì)量為M的船停在靜止的水面上，船長為L，一質(zhì)量為m的人，由船頭走到船尾，若不計水的阻力，則整個過程人和船相對于水面移動的距離？
設(shè)人移動的距離為l1，船移動的距離為l2
一質(zhì)量為M的煙花斜飛到空中，到最高點時速度為v，此時煙花炸裂成兩塊(損失的炸藥質(zhì)量不計)，炸裂成的兩塊速度沿水平相反方向，落地時水平位移大小相等，不計空氣阻力，若向前一塊的質(zhì)量為m，求向前一塊的速度大小。
碰撞前后的速度方向均在同一直線上，稱為正碰或?qū)π呐鲎?。是一維碰撞。
如果碰撞前后的速度方向不在同一直線上， 這種碰撞稱為斜碰。
在圖1-19所示的臺球斜碰中，可把兩球視為一個系統(tǒng)，在碰撞過程中，兩球相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它們受到的外力 ，因此可近似認(rèn)為系統(tǒng)的動量守恒。
動量守恒表示系統(tǒng)動量的大小和方向都不變， 系統(tǒng)的動量在各方向的分量也是守恒的。
對于有的斜碰，即使整個系統(tǒng)的總動量不守恒，也有可能在某方向上的分量是守恒的。
將氣球充氣后松口釋放，氣球會沿與噴氣方向相反的方向飛去（圖1-20 )。
噴出的空氣具有動量，由動量守恒定律可知，氣球要向相反方向運動，這就是一種反沖運動。
(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運動。
(2)反沖運動中，相互作用的內(nèi)力一般情況下大于外力，所以系統(tǒng)動量守恒。
(3)反沖運動中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，所以系統(tǒng)的總動能增加。
靜止的實驗火箭，質(zhì)量為M。當(dāng)它以相對地的速度v0噴出質(zhì)量為m的高溫氣體后，火箭的速度多大？
多級火箭是如何獲得更高速度的
火箭的最終速度主要取決于兩個條件：一是噴氣速度；二是質(zhì)量比，即火箭開始飛行時的質(zhì)量與燃料燃盡時的質(zhì)量之比。 發(fā)射人造衛(wèi)星， 需要多級火箭。多級火箭是由單級火箭組成的（圖 1-23 )。發(fā)射時， 先點燃第一級火箭，它的燃料用完后空殼自動脫離，這時第二級火箭開始工作?？諝さ拿撾x減輕了火箭的質(zhì)量，因而增大了第二級火箭工作過程中的質(zhì)量比。第二級火箭在燃料用完以后空殼也自動脫離，接著下一級火箭開始工作。多級火箭的這種工作過程能使火箭達(dá)到更高的速度，可用來發(fā)射人造衛(wèi)星、洲際導(dǎo)彈和宇宙飛船等。 火箭技術(shù)是國家綜合國力的重要體現(xiàn)。我國已多次運用自主研制的火箭成功發(fā)射人造衛(wèi)星和遠(yuǎn)程導(dǎo)彈，并為其他國家和國際組織提供衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)，火箭技術(shù)位居世界前列。
“水火箭”不用燃料也能沖向高空。 如圖 1-26 所示，剪下一塑料瓶的瓶口部分，粘在另一塑料瓶的瓶底，做成“水火箭”頭，在靠近“水火箭”尾部處粘上定向尾翼 Q 取大小合適的橡皮塞，在其中心 裝上氣門芯。在瓶中裝入大半瓶水后，用橡皮塞塞緊瓶 口?！?水火箭 ”就做好了。 把 “ 水火箭”放在發(fā)射架上，用打氣筒通過氣門芯向瓶內(nèi)打氣。當(dāng)瓶內(nèi)空氣達(dá)到一定壓強時，水將橡皮塞沖開并向下高速噴出，由于反沖作用，“水火箭”便會沖向天空。 想一想，怎樣才能讓“水火箭”升得更高？
“水火箭”發(fā)射必須在戶外進行， 不能對準(zhǔn)人或建筑物等，要注意安全。
宇航員無繩太空行走是通過太空服背部的噴氣推進裝置實現(xiàn)的。該裝置有幾十個噴管，宇航員利用安裝在太空服前面的開關(guān)控制噴氣，實現(xiàn)朝各個方向的移動。
有的自動噴水裝置噴水時，水流的反沖作用可使噴水管旋轉(zhuǎn)起來，這樣就能達(dá)到多角度噴灑的目的。 大型水力發(fā)電站用的反擊式水輪機也是利用水流的反沖作用而旋轉(zhuǎn)的。
射擊時子彈向前飛去，槍身會向后反沖，槍身的反沖會影響射擊的準(zhǔn)確性。
用高壓水槍滅火時，水高速噴出，高壓水槍向后反沖，消防隊員必須牢牢抓住水槍將身體稍向前傾以保持平衡。