高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 选修3-5第十六章动量守恒定律 16.3 动量守恒定律
高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 回顾: 在前面第一节中的气垫导轨实验
1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取。 高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 一、系统、内力和外力 1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取。 2.内力:系统内各个物体间相互用力称为内力。 3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力称为外力。 内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确定了系统后,才能确定内力和外力。
高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 设光滑水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别是m1和m2,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,且v2>v1,经过一段时间后,m2追上了m1两球发生碰撞,碰撞后的速度分别是v1′和v2′。 v2 v1 v’2 v’1 m2 F1 F2 m1
③设两小球碰撞持续时间为Δt,写出碰撞过程中小 高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 思考下列问题 ①分析每个小球的受力。 ②两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力F1和 F2有什么关系? ③设两小球碰撞持续时间为Δt,写出碰撞过程中小 球各自的加速度与所受到的平均作用力、碰撞前 后速度的关系。 N2 G2 F2 两球在碰撞中所受的平均作用力F1和F2是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,它们大小相等,方向相反;即:F1= -F2 1、2两球的加速度分别是:
④结合牛顿运动定律,推导得到一个什么表达式。 高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 加速度与碰撞前后速度的关系是: ④结合牛顿运动定律,推导得到一个什么表达式。 将上式联立整理得: 上式表达式的含义什么? 两个小球碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。
想一想:是不是在任何情况下物体的动量都是守恒的? 高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 想一想:是不是在任何情况下物体的动量都是守恒的? 为什么我们要用气垫导轨来做实验?
1、内容:一个系统不受外力或受到外力的合力为零,这个系统的动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律. 高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 二、动量守恒定律 1、内容:一个系统不受外力或受到外力的合力为零,这个系统的动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律. 2、表达式: 或Δp1= -Δp2
3、条件 系统不受外力或受到外力的合力为零. ⑴系统不受外力; ⑵系统受到外力,但外力的合力为零; 具体表现为以下几种情况: 动量守恒定律 高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 3、条件 系统不受外力或受到外力的合力为零. 具体表现为以下几种情况: ⑴系统不受外力; ⑵系统受到外力,但外力的合力为零;
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。 高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 三、动量守恒定律的普适性 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。 动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的一切领域。
高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 在列车编组站里,一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动,碰上一辆 m2 = 2.2×104 kg 的静止货车,它们碰撞后结合在一起继续运动,求货车碰撞后的运动速度。 v1 m2 m1 例题 1 ①本题中相互作用的系统是什么? ②分析系统受到哪几个外力的作用?是否符合动量守恒的条件? ③ 本题中研究的是哪一个过程?该过程的初状态和末状态分别是什么?
高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 例2 一枚在空中飞行的导弹,质量为 m ,在某点的速度为 v ,方向水平,如图所示。导弹在该点突然炸裂成两块,其中质量为 m1 的一块沿着与 v 相反的方向飞去,速度 v1 。求炸裂后另一块的速度 v2 。 定律体验 一枚在空中飞行的导弹,质量为 m ,在某点的速度为 v ,方向水平,如图所示。导弹在该点突然炸裂成两块,其中质量为 m1 的一块沿着与 v 相反的方向飞去,速度 v1 。求炸裂后另一块的速度 v2 。 ①本题中相互作用的系统是什么? ②分析系统受到哪几个外力的作用?是否符合动量守恒的条件? ③ 本题中研究的是哪一个过程?该过程的初状态和末状态分别是什么?
应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法 ⑴确定研究对象; ⑵由受力情况,判断系统动量是否守恒; ⑶确定始、末状态的动量表达式; 高中物理 选修3—5 十六 第 章 动量守恒定律 应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法 ⑴确定研究对象; ⑵由受力情况,判断系统动量是否守恒; ⑶确定始、末状态的动量表达式; ⑷列动量守恒方程;求解