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1、2023/3/22,1,动量守恒定律,2023/3/22,2,相互作用的物体,如果不受外力作用,或它们所受的合外力为零,它们的总动量保持不变。,一、动量守恒定律的内容,2023/3/22,3,二、动量守恒定律的数学表达式,1、m1v1+m2v2=m1v1+m2v2或:p1+p2=p1+p2 或:p=p(系统相互作用前的总动量等于系统相互作用后的总动量)2、m1v1-m1v1=-(m2v2-m2v2)或:p1-p1=-(p2-p2)或:p1=p2(相互作用的两物体的动量的增量大小相等,方向相反),2023/3/22,4,三、动量守恒定律的适用条件,1、系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统的动
2、量守恒。2、若系统所受的外力远小于内力,且作用时间很短,则可认为系统的动量守恒。3、系统在某一方向上不受外力或所受合外力为零,或所受的外力远小于内力,则该方向的动量守恒。,2023/3/22,5,四、动量守恒定律的适用范围,不仅适用宏观物体的低速运动,对微观现象和高速运动仍然适用。,2023/3/22,6,五、应用动量守恒定律解题的一般步骤,1、明确研究对象(系统包括哪几个物体及其运动过程);2、进行受力分析、判断系统动量是否守恒(或某一方向是否守恒);3、规定正方向,确定初末状态的动量;4、由动量守恒定律列方程求解;5、必要时进行讨论。,2023/3/22,7,例1 放在光滑水平面上的A.B
3、两小车中间夹了一压缩轻质弹簧,用两手分别控制小车处于静止状态,下面说法正确的是()A、两个手同时放开后,两车的总动量为零;B、先放开右手,后放开左手,两车的总动量向右;C、先放开左手,后放开右手,两车的总动量向右;D、两手同时放开,两车总动量守恒;两手放开有先后,两 车总动量不守恒。,1,1,2023/3/22,8,解析:根据动量守恒定律的适用条 件,两手同时放开,则两车水平方向不受外力作用,总动量守恒。若放开右手,则左手对小车有向右的冲量作用,从而两车的总动量向右;反之,则向左。因而,选项A、B、D正确,2023/3/22,9,例2 一颗手榴弹以v0=10m/s速度水平飞行,设它炸裂成两块后
4、,质量为0.4kg的大块速度为250m/s,其方向与原来方向相反,若取v0的方向为正方向,则质量为0.2kg的小块速度为()A.470m/s B.530m/s C.470m/s D.800m/s,(M+m)v0=-MV1+mV2,2023/3/22,10,例3.质量为4t的汽车后面挂一个质量为2t的拖车,以10m/s的速度在水平公路上匀速运动,运动中阻力与车重成正比,在运动中拖车脱钩与汽车分开,汽车的牵引力没变,求:(1)当拖车速度为6m/s时,汽车的速度;(2)当拖车停下前的过程中汽车的最大速度。,2023/3/22,11,(1)解法一:汽车与拖车的系统在拖车停止运动前系统动量守恒。因为,对
5、于汽车与拖车的系统,在匀速运动时,牵引力F=(M+m)g,在分开以后到拖车停止以前的过程中,汽车与拖车受到的合处力为零,因而动量守恒。故有:(M+m)v0=Mv1+mv2 代入数据得:v1=12m/s,解析,2023/3/22,12,(1)解法二:对于汽车与拖车的系统,在匀速运动时,牵引力F=(M+m)g.(1)在分开以后到拖车停止以前的过程中,拖车做匀减速直线运动,其加速度为:am=g 则 v2=v0-gt(2)汽车做匀加速度运动的加速度为 aM=(F-Mg)/m(3)则 v1=v0+aMt(4)联立以上四式可得 v2=(M+m)v0-mv2/M 代入数据得 v2=12m/s,2023/3/
6、22,13,(2)当拖车速度刚减到零时,汽车的速度为最大,且为v,则有:(M+m)v0=Mv代入数据得:v=15m/s,评析:应用动量守恒定律时,由于可以不考虑系统内物体在内力作用下所经过的复杂变化过程,只需知道系统变化前后的状态情况,因此应用本定律分析和解决问题时简捷明快。,2023/3/22,14,mv0=(m+M)v,2023/3/22,15,例5 质量 为M的小船以速度V0行驶,船上有两个质量均为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾。现小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中。求小孩b 跃出后小船 的速度。
7、,2023/3/22,16,分析:,(M+m)V0=(M+m)V1+mv,(M+m)V1=MV2-mv,2023/3/22,17,解法一:小孩a向前跳水过程中,由小孩a,b 及小船 组成的系统动量守恒,设小船与小孩b的速度为V1,据动量守恒定律可知(M+2m)V0=(M+m)V1+mv(1)小孩b跃入水过程中,以小孩b和船为研究对象,根据动量守恒定律可知(M+m)V1=MV2-mv(2)由(1)+(2)式可得(M+2m)V0=MV2+mv-mv(3)即V2=(1+2m/M)V0,2023/3/22,18,解法二:设小孩b跃出后小船向前行驶的速度 为V 根据动量守恒定律,有(M+2m)V0=MV
8、2+mv-mv解得 V2=(1+2m/M)V0,点评:对多个物体间的复杂的相互作用过程,选相互作用的所有物体为研究对象,全过程 为研究过程,更简便。,2023/3/22,19,总结:1、建立利用动量守恒定律解决问题的观念。2、会判断系统动量是否守恒。3、熟练掌握用动量守恒定律的解题步骤。4、恰当选取研究对象及其运动过程,使解题更简便。,2023/3/22,20,例:质量1kg的铁球,从沙坑上方由静止释放,下落1s落到沙子表面上,又经过0.2s,铁球速度减为零。假定铁球受到沙子的阻力大小恒定不变,求:铁球在沙坑里运动时沙子对铁球的阻力大小。(不计空气阻力,g=10m/s2),;https:/赛事
9、直播 txd38tzu 有了。“看来三位都累坏了,我这就去收拾做饭!”年轻男人说着,转身进厨房收拾做饭去了。年轻妇人轻声问:“三位可点些什么?”耿正吃力地说:“请先给我们一点儿喝的吧!”“行!”年轻妇人答应着也进后面的厨房去了。一转身的功夫,她就用大木盘子端来三大碗面汤,说:“温热的面汤,慢点儿喝!”兄妹三人各端起一碗面汤大口喝了,感觉稍微有了一些气力。耿正说:“谢谢!能不能再给我们喝一碗?”“唔,没问题!”年轻妇人答应着,赶快转身再次走进厨房。少顷,她就端着一个大汤盆儿出来了,汤盆儿里边还搁了一把汤勺。她将大汤盆儿放在耿正兄妹三人面前的饭桌上,给每人盛上一碗后,十分和善地说:“还喝多少,自己
10、盛吧!看来你们是渴坏了呢。你们一边喝汤,一边歇着,我得告诉当家的给你们做点儿什么饭啊?”耿正看看弟弟和妹妹。耿英说:“随便吧,什么都行!”耿直也说:“唔,什么都行!”耿正抬头,很有礼貌地对年轻妇人说:“那就麻烦二位给我们做三碗清汤面条吧!”“那给你们炒个什么菜啊?”“谢谢,不用了。”“你们是兄妹三人?”“是的。”“没有大人一起走?”耿直“哇”地一声哭出声来:“我们的爹爹今儿个上午让洪水卷走了!”耿英赶快给弟弟擦眼泪,自己的眼泪也像断线的珠子一样滚落下来。年轻的妇人吃惊地瞪大了眼睛,说:“啊,听说今儿个上午碧山溃坝了我不问了,喝面汤吧。我这就告诉当家的给你们做面条去!”年轻妇人转身进入后面的厨房
11、,低声对丈夫说:“当家的,啧啧,你不知道,这三个是亲兄妹,他们的爹已经被今儿个碧山溃坝的洪水冲走了!他们太可怜了,都饥饿干渴劳累伤心成那个样子了,但只要了三碗清汤面条!”这年轻店掌柜的一听就愣住了,说:“哦,原来是这样!我看那样子就有些不对劲儿嘛!这样吧,我炒两个菜,你再热五个馒头。唉,这兄妹三个可真够难的!你没有问他们是从哪里来,要到哪里去?”“还没有来得及细问呢,就眼泪汪汪的了!”“那就不要多问了。唉,这么晚了,他们可去哪里住呢?”“要不就让他们在咱们店里暂住一晚上吧!”“看来,也只能是这样了!”不一会儿,店掌柜的夫妇俩各端着一个大方木盘出来了。妻子走在前面,把三大碗香喷喷,热气腾腾的炝锅面条放在兄妹三人的面前;丈夫把两盘子热炒菜和五个大白馒头也摆在桌子上。妻子把那个已经空了的大汤盆儿和三个碗挪到旁边的桌子上,轻轻地对耿正兄妹三人说:“慢慢吃吧!”耿正看到这夫妻俩端上来这么多,心中不解,就很有礼貌地说:“掌柜的,我们只要了三碗清汤面条,怎么,这”店掌柜的和颜悦色地说:“你们可能是盘缠不多了吧?没事儿的,吃吧!”耿正哽咽着说:“是的,大部分盘缠,都是爹带,