物理人教版35动量守恒定律市公开课金奖市赛课一等奖课件.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与与合合力力冲冲量量相相相相应应，两两者者大大小相等小相等，方向相同方向相同，能能够够互相代互相代换换据此有：据此有：第6页第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)要区要区别别力冲量和做功：一个力作用在物体上力冲量和做功：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，合力冲量决定物体合力冲量决定物体动动量量改改变变，合力做功决定物体合力做功决定物体动动能改能改变变第8页第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)受受合合力力冲冲量量作作用用后后引引起起动动量量改改变变问问题题可可用用来来求求时时间间、合合力力(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涉涉及及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)运用动量定理解决连续流体作用问题，即变质量运用动量定理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，常见处理办法是隔离出一定形状一部分流体作为研究对常见处理办法是隔离出一定形状一部分流体作为研究对象，这种办法叫微元法，然后列式求解象，这种办法叫微元法，然后列式求解第10页第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 在采煤在采煤办办法中法中，有一个有一个办办法是用高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也表面也许许受到最大平均冲受到最大平均冲击击力力第11页第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，通通常常所所采采用用办办法法是是选选t时时间间内内发发生生互互相相作作用用流流体体为为研研究究对对象象，拟拟定定发发生生互相作用前后动量互相作用前后动量，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、多体问题及临界问题二、多体问题及临界问题1多体问题多体问题对于两个以上物体组成物体系，因为物体较多，相对于两个以上物体组成物体系，因为物体较多，相互作用情况也不尽相同，作用过程较为复杂，即使仍可互作用情况也不尽相同，作用过程较为复杂，即使仍可对初、末状态建立动量守恒关系式，但因未知条件过多对初、末状态建立动量守恒关系式，但因未知条件过多而无法求解，这时往往要依据作用过程中不同阶段建立而无法求解，这时往往要依据作用过程中不同阶段建立多个动量守恒方程，或将系统内物体按相互作用关系分多个动量守恒方程，或将系统内物体按相互作用关系分成几个小系统，分别建立动量守恒方程成几个小系统，分别建立动量守恒方程第14页第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，为为了避免了避免两两车车相撞相撞，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 甲甲车车与与人人构构成成系系统统：(m1M)vMvminm1v，乙乙车车与人构成系统：与人构成系统：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 甲甲车车与与人人构构成成系系统统：(m1M)vMvmaxm1v甲甲，人人与与乙乙车车构构成成系系统统：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.因此人跳出甲车速度范围是因此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合用情况合用情况力观点：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，拟定加速度，分析物体受力，拟定加速度，建立加速度和运动量间关系建立加速度和运动量间关系.涉及到力、加速度、位移、速涉及到力、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合用情况合用情况能量观点：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，拟定功与能关系系统内度，拟定功与能关系系统内力做功会影响系统能量涉及力做功会影响系统能量涉及到力、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合用情合用情况况动量观点：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.涉及到力、时间、动量涉及到力、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】本题考察了动量守恒定律本题考察了动量守恒定律、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，同时要注意涉及系统内物体同时要注意涉及系统内物体相对位移相对位移(路程路程)并涉及摩擦力等并涉及摩擦力等，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 解析解析本题考察了动量守恒定律应用及作用过程本题考察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.小物块与箱子互相作用整个过程系统总动量守小物块与箱子互相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)以下图所表示，光滑水平面上有大以下图所表示，光滑水平面上有大小相同小相同A、B两球在同一直线上运动两球在同一直线上运动.两球质量关系为两球质量关系为mB2mA，要求向右为正方向，要求向右为正方向，A、B两球动量均为两球动量均为6 kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球动量增量为球动量增量为4 kgm/s，则，则()第37页第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不不小小于于前前边边物物体体才才干干发发生生碰碰撞撞，以以此此分分析析应应当当是是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球球动动量量减减少少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球球动动量量增增长长4 kgm/s，其其动动量量变变为为10 kgm/s，则则A、B两两球球速速度关系为度关系为25.答案答案A第39页第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(包包括船括船、人和人和货货品品)分分别为别为10 m、12 m，两船沿同始两船沿同始终线终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.为为避免两船相撞避免两船相撞，乙船上人将一乙船上人将一质质量量为为m货货品沿水平方向抛向甲船品沿水平方向抛向甲船，甲船甲船上人将上人将货货品接住品接住，求抛出求抛出货货品最小速度品最小速度.(不不计计水阻力水阻力)第40页第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品品最最小小速速度度为为vmin，抛抛出出货货品品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品品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，为了避免两船相撞应满足为了避免两船相撞应满足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，斜面和水平面通斜面和水平面通过过与与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.既有一既有一质质量量为为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，返回后在到达返回后在到达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)木木块块最后距最后距a点距离点距离s.第43页第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 答案答案见解析见解析第45页第45页