动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型.ppt

动量守恒定律的典型应用
几个模型：
1、碰撞中动量守恒 / 爆炸模型
2、反冲运动
3、子弹打木块类的问题
4、弹簧模型（临界问题）
5、人船模型：平均动量守恒
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
1、动量守恒定律的内容：
一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、动量守恒定律的表达式：
（1） p1+p2=p1’+p2’，即m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’，
（2）Δp1+Δp2=0，Δp1= -Δp2
（3）Δp=0
知识回顾:
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
3、动量守恒定律的条件：
（1）系统不受外力或所受的外力之和为零。
（2）系统内力远大于外力。
（3）系统在某一方向不受外力或所受的外力之和为零，这一方向的动量守恒。
知识回顾:
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
一、动量守恒定律问题
【例1：】如图所示，质量为m2＝1kg的滑块静止于光滑的水平面上，以质量为m1＝50g的小球以v1＝100m/s的速率碰到滑块后又以v2＝80m/s的速率被弹回，求滑块获得的速度是多少？
v1
m2
m1
解：取m1和m2系统作为研究对象，则系统动量守恒，以v1的方向为正方向，则根据动量守恒定律可得：
化解可得：
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
一枚在空中飞行的导弹，质量为 m ，在某点的速度为 v ，方向水平，如图所示。导弹在该点突然炸裂成两块，其中质量为 m1 的一块沿着与 v 相反的方向飞去，速度 v1 。求炸裂后另一块的速度 v2 。
分析
导弹在空中爆炸时所受合外力应是它受到的重力G＝(m1+m2)g，可见系统的动量并不守恒。但爆炸的内力远大于所受的外力即重力，系统的动量可以看作近似守恒。
【例题2】
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
参考解答：
解 : 取炸裂前速度v的方向为正方向，根据动量守恒定律，可得 m1v1+(m-m1)v2=mv

解得:
小结：上述两例属碰撞和爆炸过程,由于对碰撞和爆炸过程的瞬间,其内力远大于
外力,所以在此过程系统的动量是守恒的.
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
总结：动量守恒定律问题的基本步骤和方法
⑴分析题意，确定研究对象；
⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况，分清内力与外力,确定系统动量是否守恒；
⑶在确认动量守恒的前提下，确定所研究的相互作用过程的始末状态，规定正方向，确定始、末状态的动量值的表达式；
⑷列动量守恒方程；
⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向.
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
3：满足规律：动量守恒定律
二、碰撞问题
1：定义：碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程。
物理学中所说的碰撞的含义是相当广泛的，比如两个物体的碰撞，子弹射入木块，系在绳子两端的物体将松弛的绳子突然拉紧，列车车厢的挂接，中子轰击原子核等都可以视为碰撞。
2：特点：在碰撞过程中内力都是远远大于外力
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
4：碰撞的类型：
（1）弹性碰撞
两物体碰撞很短时间内分开（不含中间有弹簧的情况），能量（动能）无损失，称为弹性碰撞。
碰撞前后机械能（或总动能）守恒和动量守恒；
特点：
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型
【例2】质量为m1= 的小球以5m/s的速度在光滑平面上运动，跟原来静止的质量为m2=50g的小球相碰撞，如果碰撞是弹性的，求碰撞后球m1与球m2的速度。如图所示：
两球所组成的系统在碰撞过程中所受到的合外力为零，因此遵守动量守恒定律，又因为是弹性碰撞，碰撞过程中无机械能损失，因此碰撞前后系统总动能相等。
动量守恒定律在碰撞中的应用五大模型