物理人教版35动量守恒定律市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

本章整合本章整合本章整合本章整合人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-5 第十六章第十六章 动量守恒定律动量守恒定律第1页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第2页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 动动量量守守恒恒定定律律 第3页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 动动量量守守恒恒定定律律 第4页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第5页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 一一、冲量和动量定理冲量和动量定理1冲量冲量(1)一一个个物物体体动动量量改改变变p与与协协力力冲冲量量相相对对应应，二二者者大大小相等小相等，方向相同方向相同，能能够够相互代相互代换换据此有：据此有：第6页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第7页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 (2)要区分力冲量和做功：一个力作用在物体上要区分力冲量和做功：一个力作用在物体上，一一定会定会产产生冲量生冲量，但不一定做功但不一定做功，协协力冲量决定物体力冲量决定物体动动量量改改变变，协协力做功决定物体力做功决定物体动动能改能改变变第8页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 2动动量定理量定理(1)动动量量定定理理通通惯惯用用于于处处理理个个体体(或或系系统统)受受协协力力冲冲量量作作用用后后引引发发动动量量改改变变问问题题可可用用来来求求时时间间、协协力力(或或变变力力平平均均作作用用效效果果)、质质量量、瞬瞬时时速速度度，物物体体运运动动能能够够是是单单过过程程，也也能能够够是是多多个个过过程程在在不不包包括括加加速速度度问问题题时时优优先先考考虑应虑应用用动动量定理量定理第9页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 (2)运用动量定了解决连续流体作用问题，即变质量运用动量定了解决连续流体作用问题，即变质量问题，常常需要选取流体为研究对象，如水、空气等，问题，常常需要选取流体为研究对象，如水、空气等，常见处理方法是隔离出一定形状一部分流体作为研究对常见处理方法是隔离出一定形状一部分流体作为研究对象，这种方法叫微元法，然后列式求解象，这种方法叫微元法，然后列式求解第10页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 典例典例1 在采煤方法中在采煤方法中，有一个方法是用高有一个方法是用高压压水流水流将煤将煤层击层击碎而将煤采下今有一采煤高碎而将煤采下今有一采煤高压压水水枪枪，设设水水枪枪喷喷水口横截面水口横截面积积S6 cm2，由由枪枪口口喷喷出高出高压压水流流速水流流速为为v60 m/s，设设水密度水密度1103 kg/m3，水流垂直射向煤水流垂直射向煤层层并原速并原速弹弹回回，试试求煤求煤层层表面可能受到最大平均冲表面可能受到最大平均冲击击力力第11页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 【解析】【解析】设在设在t内射到煤层上水质量为内射到煤层上水质量为m，则则mSvt，设煤层对水平均冲击力为设煤层对水平均冲击力为FN，要求要求FN方向为正方向为正方向方向，由动量定理得由动量定理得FNtSv2t(Sv2t)2Sv2t，故故FN2Sv2211036104602 N4.32103 N由牛顿第三定律知煤层受到平均冲力大小由牛顿第三定律知煤层受到平均冲力大小为为4.32103N，这即是煤层受到最大平均冲击力，这即是煤层受到最大平均冲击力第12页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 【答案】【答案】最大平均冲击力为最大平均冲击力为4.32103 N【名名师师点点拨拨】对对这这类类有有连连续续质质量量流流动动问问题题，在在应应用用动动量量定定理理时时关关键键在在于于研研究究对对象象选选取取，通通常常所所采采取取方方法法是是选选t时时间间内内发发生生相相互互作作用用流流体体为为研研究究对对象象，确确定定发发生生相互作用前后动量相互作用前后动量，再据动量定理求解再据动量定理求解第13页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 二二、多体问题及临界问题多体问题及临界问题1多体多体问题问题对对于于两两个个以以上上物物体体组组成成物物体体系系，因因为为物物体体较较多多，相相互互作作用用情情况况也也不不尽尽相相同同，作作用用过过程程较较为为复复杂杂，即即使使仍仍可可对对初初、末末状状态态建建立立动动量量守守恒恒关关系系式式，但但因因未未知知条条件件过过多多而而无无法法求求解解，这这时时往往往往要要依依据据作作用用过过程程中中不不一一样样阶阶段段建建立立多多个个动动量量守守恒恒方方程程，或或将将系系统统内内物物体体按按相相互互作作用用关关系系分成几个小系分成几个小系统统，分分别别建立建立动动量守恒方程量守恒方程第14页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 2临临界界问题问题这这类类问问题题求求解解关关键键是是挖挖掘掘问问题题中中隐隐含含临临界界条条件件，选选取适当系取适当系统统和和过过程程，再利用再利用动动量守恒定律量守恒定律进进行解答行解答第15页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 典例典例2 如如图图所表示所表示，甲甲车质车质量量m120 kg，车车上有上有质质量量M50 kg人人，甲甲车车(连连同同车车上人上人)从高从高h0.45 m斜坡斜坡上由静止滑下上由静止滑下，到水平面上后到水平面上后继续继续向前滑向前滑动动此此时质时质量量m250 kg乙乙车车正以正以v01.8 m/s速度迎面滑来速度迎面滑来，为为了防止了防止两两车车相撞相撞，当两当两车车相距适当距离相距适当距离时时，人从甲人从甲车车跳到乙跳到乙车车上上，求人跳出甲求人跳出甲车车水平速度水平速度(相相对对地面地面)应应在什么范在什么范围围内内？不？不计计地面和斜坡摩擦地面和斜坡摩擦，取取g10 m/s2.第16页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第17页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第18页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 甲甲车车与与人人组组成成系系统统：(m1M)vMvminm1v，乙乙车车与人组成系统：与人组成系统：Mvminm2v0(Mm2)v由上面两式代入数据解得由上面两式代入数据解得vmin3.8 m/s第19页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 若人跳出甲车后若人跳出甲车后，甲车反向速度大小为甲车反向速度大小为v甲甲，人跳到人跳到乙车后与乙车共同速度为乙车后与乙车共同速度为v乙乙，当当v甲甲v乙乙时甲车爬上斜面时甲车爬上斜面再返回再返回，仍能和乙车相撞仍能和乙车相撞，要不相撞要不相撞，必须必须v乙乙v甲甲，当当甲甲、乙两车速度相等时乙两车速度相等时，人跳出速度最大人跳出速度最大，设为设为vmax，第20页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 甲甲车车与与人人组组成成系系统统：(m1M)vMvmaxm1v甲甲，人人与与乙乙车车组组成成系系统统：Mvmaxm2v0(Mm2)v乙乙，把把v甲甲v乙乙，代入解得：代入解得：vmax4.8 m/s.所以人跳出甲车速度范围是所以人跳出甲车速度范围是3.8 m/sv4.8 m/s【答案】【答案】3.8 m/sv4.8 m/s第21页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 【名师点拨】【名师点拨】在求解相关取值范围问题时在求解相关取值范围问题时，要注要注意分析物理量取最小值和最大值条件意分析物理量取最小值和最大值条件，即要分析取值范即要分析取值范围两个端点围两个端点第22页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 三三、解动力学题三种思绪解动力学题三种思绪思绪思绪特点分析特点分析适用情况适用情况力观点：力观点：牛顿运动定律牛顿运动定律结合运动学公结合运动学公式式分析物体受力，确定加速度，分析物体受力，确定加速度，建立加速度和运动量间关系建立加速度和运动量间关系.包括到力、加速度、位移、速包括到力、加速度、位移、速度、时间度、时间.恒力作用下恒力作用下运动运动第23页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 思绪思绪特点分析特点分析适用情况适用情况能量观点：能量观点：动能定理动能定理、机械能守恒机械能守恒定律和能量定律和能量守恒定律守恒定律分析物体受力、位移和速分析物体受力、位移和速度，确定功与能关系系统内度，确定功与能关系系统内力做功会影响系统能量包括力做功会影响系统能量包括到力、位移、速度到力、位移、速度.恒力作用恒力作用下运动、变力下运动、变力作用下曲线运作用下曲线运动、往复运动、动、往复运动、瞬时作用瞬时作用第24页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 思绪思绪特点分析特点分析适用情况适用情况动量观点：动量观点：动量定理动量定理和动量守和动量守恒定律恒定律分析物体受力分析物体受力(或系统所受外力或系统所受外力)、速度，建立力、时间与动量间关系、速度，建立力、时间与动量间关系(或动量守恒定律或动量守恒定律)，系统内力不影响，系统内力不影响系统动量系统动量.包括到力、时间、动量包括到力、时间、动量(速度速度).恒力作恒力作用下运动、用下运动、瞬时作用、瞬时作用、往复运动往复运动第25页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 典例典例3 如如图图所表示所表示，坡道坡道顶顶端距水平面高度端距水平面高度为为h，质质量量为为m1小物小物块块A从坡道从坡道顶顶端由静止滑下端由静止滑下，进进入水平面入水平面上滑道上滑道时时无机械能无机械能损损失失，为为使使A制制动动，将将轻弹轻弹簧一端固簧一端固定在水平滑道延定在水平滑道延长线长线M处墙处墙上上，一端与一端与质质量量为为m2档板档板B相相连连，弹弹簧簧处处于原于原长时长时，B恰位于滑道末端恰位于滑道末端O点点A与与B碰撞碰撞时间时间极短极短，碰后碰后结结合在一起共同合在一起共同压缩弹压缩弹簧簧，已知在已知在OM段段A、B与水平面与水平面间动间动摩擦因数均摩擦因数均为为，其余各其余各处处摩摩擦不擦不计计，重力加速度重力加速度为为g，求：求：第26页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 (1)物物块块A在与在与挡挡板板B碰撞前瞬碰撞前瞬间间速度速度v大小；大小；(2)弹弹簧簧最最大大压压缩缩量量为为d时时弹弹性性势势能能Ep(设设弹弹簧簧处处于于原原长时弹长时弹性性势势能能为为零零)第27页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第28页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第29页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 【名师点拨】【名师点拨】本题考查了动量守恒定律本题考查了动量守恒定律、机械能机械能守恒定律守恒定律、能量守恒定律能量守恒定律，同时要注意包括系统内物体同时要注意包括系统内物体相对位移相对位移(旅程旅程)并包括摩擦力等并包括摩擦力等，要考虑应用能量守恒要考虑应用能量守恒定律本题易错点是不注意抓瞬间碰撞是动量守恒定律本题易错点是不注意抓瞬间碰撞是动量守恒第30页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第31页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 1(全国理全国理综综)质质量量为为M、内壁内壁间间距距为为L箱子静止于箱子静止于光滑水平面上光滑水平面上，箱子中箱子中间间有一有一质质量量为为m小物小物块块，小物小物块块与箱子底板与箱子底板间动间动摩擦因数摩擦因数为为.初始初始时时小物小物块块停在箱子正停在箱子正中中间间，如如图图所表示所表示.现给现给小物小物块块一水平向右初速度一水平向右初速度v，小小物物块块与箱壁碰撞与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中次后恰又回到箱子正中间间，并与箱子并与箱子保持相保持相对对静止静止.设设碰撞都是碰撞都是弹弹性性，则则整个整个过过程中程中，系系统统损损失失动动能能为为()第32页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第33页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 解析解析本题考查了动量守恒定律应用及作用过程本题考查了动量守恒定律应用及作用过程中动能损失中动能损失，知道碰撞知道碰撞N次小物块与箱底相对位移是解次小物块与箱底相对位移是解题关键题关键.小物块与箱子相互作用整个过程系统总动量守小物块与箱子相互作用整个过程系统总动量守恒恒，设小物块与箱子保持相对静止时设小物块与箱子保持相对静止时，共同速度为共同速度为v，由动量守恒定律由动量守恒定律mv(Mm)v.第34页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第35页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 答案答案BD第36页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 2(海南海口海南海口)以下列以下列图图所表示所表示，光滑水平面上有大光滑水平面上有大小相同小相同A、B两球在同一直两球在同一直线线上运上运动动.两球两球质质量关系量关系为为mB2mA，要求向右要求向右为为正方向正方向，A、B两球两球动动量均量均为为6 kgm/s，运运动动中两球中两球发发生碰撞生碰撞，碰撞后碰撞后A球球动动量增量量增量为为4 kgm/s，则则()第37页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 A左方是左方是A球球，碰撞后碰撞后A、B两球速度大小比两球速度大小比为为2 5B左方是左方是A球球，碰撞后碰撞后A、B两球速度大小之比两球速度大小之比为为1 10C右方是右方是A球球，碰撞后碰撞后A、B两球速度大小之比两球速度大小之比为为2 5D右方是右方是A球球，碰撞后碰撞后A、B两球速度大小之比两球速度大小之比为为1 10第38页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 解解析析两两物物体体运运动动是是同同向向追追击击(都都向向右右运运动动)，只只有有后后边边物物体体速速度度大大于于前前边边物物体体才才能能发发生生碰碰撞撞，以以此此分分析析应应该该是是A球球在在左左方方追追击击B球球，发发生生碰碰撞撞后后，A球球动动量量降降低低4 kgm/s，其其动动量量变变为为2 kgm/s，依依据据动动量量守守恒恒B球球动动量量增增加加4 kgm/s，其其动动量量变变为为10 kgm/s，则则A、B两两球球速速度度关系为关系为25.答案答案A第39页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 3(山山东东理理综综)如如图图所表示所表示，甲甲、乙两船乙两船总质总质量量(包包含船含船、人和人和货货物物)分分别为别为10 m、12 m，两船沿同一直两船沿同一直线线同一方向运同一方向运动动，速度分速度分别为别为2v0、v0.为为防止两船相撞防止两船相撞，乙船上人将一乙船上人将一质质量量为为m货货物沿水平方向抛向甲船物沿水平方向抛向甲船，甲船甲船上人将上人将货货物接住物接住，求抛出求抛出货货物最小速度物最小速度.(不不计计水阻力水阻力)第40页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 解解析析设设乙乙船船上上人人抛抛出出货货物物最最小小速速度度为为vmin，抛抛出出货货物物后后船船速速度度为为v1，甲甲船船上上人人接接到到货货物物后后船船速速度度为为v2，由动量守恒定律得由动量守恒定律得12mv011mv1mvmin，10m2v0mvmin11mv2，为了防止两船相撞应满足为了防止两船相撞应满足v1v2，联立联立式得式得vmin4v0.答案答案4v0第41页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 4(海南海南)一一质质量量为为2m物体物体P静止于光滑水平地面上静止于光滑水平地面上，其截面如其截面如图图所表示所表示图图中中ab为为粗糙水平面粗糙水平面，长长度度为为L；bc为为一光滑斜面一光滑斜面，斜面和水平面斜面和水平面经过经过与与ab和和bc均相切均相切长长度可忽略光滑度可忽略光滑圆圆弧弧连连接接.现现有一有一质质量量为为m木木块块以大小以大小为为v0水平初速度从水平初速度从a点向左运点向左运动动，在斜面上上升最大高度在斜面上上升最大高度为为h，返回后在抵达返回后在抵达a点前与物体点前与物体P相相对对静止静止.重力加速度重力加速度为为g.求：求：第42页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 (1)木木块块在在ab段受到摩擦力段受到摩擦力f；(2)木木块块最最终终距距a点距离点距离s.第43页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 第44页人教版人教版人教版人教版物理物理物理物理 选修选修选修选修3-53-53-53-5 答案答案看法析看法析第45页