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动量守恒定律
动量定理
动量守恒定律
0
Ft
mv mv
两个小球的碰撞过程
两个小球的碰撞过程
一、动量守恒定律:
一个系统不受外力或者所受外力之和为
零,这个系统的总动量保持不变。
零,这个系统的总动量保持不变。
1.p=p′
2
∆
′
0
2.∆p=p′-p=0
3.∆p1=∆p2
4.
1 1
2
2
1 1
2
2
+
=
+
m v
m v
m v
m v
二、动量守恒定律的适用条件
⑴系统不受外力或系统所受外力之和为零。
⑵系统所受的外力之和虽不为零
但比系统内力小
⑵系统所受的外力之和虽不为零,但比系统内力小
得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重
力等外力
这些外力相比相互作用的内力来小得
力等外力,这些外力相比相互作用的内力来小得
多,可以忽略不计。
⑶系统所受的合外力不为零,但系统在某一方向不
受外力或所受外力的矢量和为零,或外力远小于
受外力或所受外力的矢量和为零,或外力远小于
内力,则系统在该方向上动量守恒。
1
三、性质
⑴系统性:运用动量守恒定律解题时一定要确定清
楚研究哪些相互作用的物体构成的系统。
楚研究哪些相互作用的物体构成的系统。
⑵矢量性:动量守恒定律的表达式是矢量式,在满
足动量守恒条件的情况下
系统的总动量的大小
足动量守恒条件的情况下,系统的总动量的大小
和方向都不变。对于同一直线上的动量守恒问题
一般可以先规定正方向,往往以总动量的方向为
正方向,引入正负号,要特别注意表示动量方向
方
,
负
,要特别注
示动
方
的正负号。
三、性质
⑶相对性:动量的大小和方向与参考系的选择有关。
应用动量守恒定律列方程时
应该注意各物体的速
应用动量守恒定律列方程时,应该注意各物体的速
度必须是相对同一惯性参考系的速度,一般以地面
为参考系
为参考系。
⑷同时性:系统内物体在相互作用的过程中,系统在
任一瞬间的动量矢量和都保持不变,相互作用前动
量表达式中的速度应该是作用前同一时刻的瞬时速
度
该是作
前
刻
瞬
度,相互作用后动量表达式中的速度是作用后同一
时刻的瞬时速度
时刻的瞬时速度
五、常见动量守恒模型
常见动
守
模
碰
1.碰撞模型
2.板块模型
常见动量守恒模型
常见动量守恒模型
3.弹簧模型
4.单方向模型
2
常见动量守恒模型
常见动量守恒模型
5.爆炸反冲模型(跳船跳车)
6.电磁学模型
如图所示,A、B两物体质量之比mAmB=3∶2,原来静止在
平板小车C上
A、B间有一根被压缩的弹簧
地面光滑
【例1】
平板小车C上,A、B间有
根被压缩的弹簧,地面光滑,
当弹簧突然释放后,则(
)
A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B组
若、与平板车上表面间的动摩擦因数相同,、组
成的系统的动量守恒
B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B 、
C组成的系统的动量守恒
C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成的系统的动
量守恒
D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B 、C组成的系统
的动量守恒
的动量守恒
【变式1】如图示的装置中,木块与水平面的接触是光
滑的
子弹沿水平方向射入木块后留在木块
滑的,子弹沿水平方向射入木块后留在木块
内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和
弹
在
作
究
象
统
弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系
统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短
的整个过程中(
)
A. 动量守恒,机械能守恒
A. 动量守恒,机械能守恒
B. 动量不守恒,机械能守恒
动量守恒
机械能不守恒
C. 动量守恒,机械能不守恒
D. 动量不守恒,机械能不守恒
,
3
【变式2】在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧,如图所示。用
手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态
将两小
手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态。将两小
车及弹簧看做一个系统,下列说法中正确的是( )
两手同时放开后
系统总动量始终为零
A.两手同时放开后,系统总动量始终为零
B.先放开左手,再放开右手后,动量不守恒
C.先放开左手,再放开右手后,总动量向左
D.无论何时放手,两手放开后,在弹簧恢复原长的过程
无论何时放手,两手放开后,在弹簧恢复原长的过程
中,系统总动量都保持不变,但系统的总动量不一定为零
【变式3】如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,
车的两端分别站着人A和B,A的质量为mA,B的
质量为mB,mA>mB。最初人和车都处于静止状
B,
A
B
态。现在,两人同时由静止开始相向而行,A和
B对地面的速度大小相等,则车(
)
B对地面的速度大小相等,则车( )
A.静止不动
B.左右往返运动
C.向右运动
D.向左运动
五
应用动量守恒定律的一般步骤
五、应用动量守恒定律的一般步骤
⑴分析题意,明确研究对象。
⑵受力分析,判断动量是否守恒。
⑶明确相互作用的过程
写出初末状态的动量表
⑶明确相互作用的过程,写出初末状态的动量表
达式。
建立动量守恒方程
代入
知量求解
⑷建立动量守恒方程,代入已知量求解。
六、人船模型
静止的湖面上有一只长度为L质量为M的小船。
质量为m的人从船尾缓慢走到船首
不计水对船
【例2】
质量为m的人从船尾缓慢走到船首,不计水对船
的阻力,则小船后退多远?
4
如图所示,质量为mB的斜面体B放在质量为mA的
斜面体的顶端
斜面体放在水平面上
若斜面
【变式1】
斜面体A的顶端,斜面体A放在水平面上,若斜面
体A的下底边长度为a,斜面体B的上边长度为b,
且
不计
切摩擦
求当由的顶端从
且mA=2mB,不计一切摩擦,求当B由A的顶端从
静止开始滑到A的底端时,A移动的距离。
如图所示,质量为m的人位于总质量为M的热气球的
【变式2】
吊筐里,气球在空中处于静止状态,人距地面的高
度为H。现在人要从系在筐上的一根绳子一直滑到
地面,问绳子至少要多长(不计人的身高)?
【变式3】如图所示,质量为3m,半径为R的大空心球B(内
壁光滑)静止在光滑水平面上,有一质量为m的小
球A(可视为质点)从与大球球心等高处开始无初
球(可视为质点)从与大球球心等高处开始无初
速下滑,滚到另一侧相同高度时,大球移动的距
离为(
)
离为(
)
A.R B.R/2 C.R/3 D.R/4
【变式4】小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点
间的距离.
5
多过程,多物体的动量守恒问题
【例3】如图所示,相同的平板车A、B、C成一直线静止在水平光滑
的地面上
C车上站立的小孩跳到B车上
接着又立刻从B车
的地面上,C车上站立的小孩跳到B车上,接着又立刻从B车
上跳到A车上。小孩跳离C车和B车的水平速度相同,他跳到A
车上后和A车相对静止
此时三车的速度分别为υ
υ
υ
车上后和A车相对静止,此时三车的速度分别为υA、υB、υC,
则下列说法正确的是( )
A.υA= υC
B.υB =υC
C.υC >υA>υB
D.B车必向右运动
如图所示,A、B、C三木块的质量分别为mA=0.5kg,
C
A
A
C
【变式1】
mB=0.3kg,mC=0.2kg,A和B紧靠着放在光滑的水
平面上,C以vO=25m/s的水平初速度沿A的上表面
,
O
滑行到B的上表面,由于摩擦最终与B的共同速度为
8m/s,求C刚脱离A时,A的速度和C的速度。
8
/s,求C刚脱离时,的速度和C的速度。
【例4】如图所示,光滑的水平面上停着一个木球和载人小车,
木球
为
车
为
木球质量为m,人和车的总质量为M,M∶m=16∶1,
人以速度v将球推向正前方的固定挡板,木球被挡板
按原速率弹回,若人接住球后再以原速率v将球推向
挡板,问人推球多少次后才能不再接到球?
,
6