1.4 动量守恒定律的应用 (共26张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理粤教版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 第一章 动量和动量守恒定律 第4节 动量守恒定律的应用 系统动量守恒的条件： （1）理想条件：系统不受外力 （2）实际条件：系统所受合外力为零； （3）近似条件：系统所受合外力不为零，但系统内力远大于外力，外力可以忽略不计，则系统动量近似守恒。 （4）单向条件：系统总的来看虽不符合上述条件，但在某一方向符合上述某一条件，则系统在该方向上动量守恒。 1.动量守恒定律的普适性：适用于计算合外力为零时系统中物体相互作用的规律。 （1）不仅适用于正碰，也适用于斜碰； （2）不仅适用于碰撞，也适用于任何形式的互相作用； （3）不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。 动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律 知识点一：动量守恒定律的应用 思考： （1）冰壶碰撞的过程，两个冰壶组成的系统动量守恒吗？ 分析：冰壶与冰面间摩擦因数很小，摩擦力很小；且冰壶碰撞时间极短，内力远大于外力，故摩擦力可以忽略不计，可认为系统所受合外力为零。 结论：无论正碰还是斜碰，系统动量守恒。 （2）碰撞后，冰壶速度如何变化？ 在某次投掷中，黄色冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与静止的红色冰壶发生正碰，碰后红色冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行。若两冰壶质量相等，求碰后黄色冰壶的速度。 冰壶撞击瞬间 2.动量守恒定律的基本应用 情境转化 v0=0.4m/s v2=0.3m/s 物理建模 m m （假设）v1 正方向 （假设）v1 v0=0.4m/s v2=0.3m/s 物理建模 m m 解：设碰前运动方向为正方向，则 黄色冰壶碰前v0=0.4m/s，碰后假设速度沿正方向设为v1；红色冰壶碰后速度v2=0.3m/s 根据系统动量守恒定律：mv0=mv1+mv2 解得：v1= 0.1m/s 即：速度大小为0.1m/s，方向不变。 应用动量守恒定律应注意： ——— 矢量性：一维相互作用时，应选定正方向，用“+、-”号表示速度方向。 （3）冰壶运动中，除了冰壶碰撞过程外，还有哪些过程也遵循动量守恒定律？ 掷壶过程：冰壶与冰面间的摩擦力可以忽略不计，运动员和冰壶组成的系统水平方向可视为合外力为0，故系统水平方向动量守恒。 假设掷壶运动员手持冰壶从本垒圆心向前的速度v0=1m/s，至前卫线冰壶出手瞬间，冰壶在水平方向上相对于手的速度v1=2m/s。已知掷壶运动员的质量M=60kg，冰壶的质量m=20kg，则冰壶出手后，运动员的速度如何变化？ v（假设） v+v1（对地速度） 掷壶瞬间 情境转化 M m v0 = 1m/s 物理建模 解：以地面为参考系，取初速度方向为正方向 冰壶出手时，假设掷壶队员的速度为v，方向沿正方向，则冰壶的对地速度为v+v1： 根据系统动量守恒定律有： （M+m）v0 = Mv + m（v+v1） 整理可得：v= 代入数据求得：v= 0.5m/s，方向不变。 v（假设） v+v1（对地速度） M m v0 = 1m/s 物理建模 思考：（4）是否可以用牛顿运动定律求解？ 碰撞过程、掷壶过程力的变化比较复杂，且相互作用时间很短，利用牛顿运动定律解决很困难。 动量守恒定律只考虑相互作用前后两个状态量，不需要考虑相互作用的过程量，体现了动量守恒定律的普适性和易用性。 动量守恒定律应用的一般步骤和注意事项： （1）找：研究对象(系统包括那几个物体)+ 研究过程； （2）析：受力分析，判断系统动量是否守恒(或在某一方向是否守恒)； （3）定：规定正方向，确定初末状态动量正负号，画好分析图； （4）列：根据动量守恒定律列方程 （5）算：合理运算求结果，并对结果进行分析。 物理情景：反冲小车停在光滑的桌面上，车上固定一个用胶塞塞住封口的试管。试管内充满空气，用车上的酒精灯加热试管尾端。当试管内的空气达到一定温度时，胶塞从试管口喷出。 问题1：整个反冲小车遵循动量守恒吗？ 问题2：胶塞从试管口喷出瞬间， ... ...