《陜西省安康市石泉縣高中物理 第1章 碰撞與動量守恒 1.3 動量守恒定律的案例分析課件 滬科版選修3-5.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《陜西省安康市石泉縣高中物理 第1章 碰撞與動量守恒 1.3 動量守恒定律的案例分析課件 滬科版選修3-5.ppt（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一章 碰撞與動量守恒,,第節(jié)動量守恒定律的案例分析,4知道火箭的飛行原理和主要用途，了解我國航空、航天事業(yè)的巨大成就。,2認(rèn)識反沖運(yùn)動，并能舉出幾個反沖運(yùn)動的實例。,3結(jié)合動量守恒定律對反沖運(yùn)動做出解釋，進(jìn)一步提高運(yùn)用動量守恒定律分析和解決實際問題的能力。,1.深刻理解動量守恒定律，練習(xí)用動量守恒定律解決實際問題。,如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。這就是動量守恒定律。,1、內(nèi)容,2、表達(dá)式,3、適用條件,,(1)系統(tǒng)不受外力；(理想條件),(2)系統(tǒng)受到外力，但外力的合力為零；(實際條件),(3)系統(tǒng)所受外力合力不為零，但系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力相對

2、來說可以忽略不計，因而系統(tǒng)動量近似守恒；(近似條件）,(4)系統(tǒng)總的來看雖不符合以上三條中的任何一條，但在某一方向上符合以上三條中的某一條，則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒.(單向條件),問題1：動量守恒定律的理解,,,,審題指導(dǎo), 本題中研究的是哪一個過程？該過程的初狀態(tài)和末狀態(tài)分別是什么？,本題中相互作用的系統(tǒng)是什么？,分析系統(tǒng)受到哪幾個外力的作用？是否符合動量守恒的條件？,碰撞前、后,地面摩擦力和空氣阻力,遠(yuǎn)小于內(nèi)力,動量守恒,系統(tǒng),外力,,內(nèi)力,,,如圖所示，在游樂場上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車迎面相撞，此后，兩車以共同的速度運(yùn)動。設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150kg，碰撞前向右運(yùn)動，速度的

3、大小為4.5m/s；乙同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為200kg，碰撞前向左運(yùn)動，速度的大小為3.9m/s。求碰撞后兩車的共同速度。,問題2：通過課本案例，你如何分析碰碰車的碰撞？,,,,解析,設(shè)向右為正方向,碰撞前的總動量為,碰撞后的總動量為,由動量守恒定律可得：,所以,代入數(shù)值，得,,,如圖所示，在游樂場上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車迎面相撞，此后，兩車以共同的速度運(yùn)動。設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150kg，碰撞前向右運(yùn)動，速度的大小為4.5m/s；乙同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為200kg，碰撞前向左運(yùn)動，速度的大小為3.9m/s。求碰撞后兩車的共同速度。,問題2：通過課本案例，你如何分析碰碰車的碰撞？,,

4、,,,,,,,,,m1,m2,,,解析,設(shè)向右為正方向,由動量守恒定律可得：,所以,代入數(shù)值，得,可知未知核為氦核。,問題3：通過課本案例，如何運(yùn)用動量守恒定律探究未知粒子的性質(zhì)？,一質(zhì)子以1.0107m/s的速度向右與一個靜止的未知的核碰撞。已知質(zhì)子的質(zhì)量是1.6710-27kg，碰撞后質(zhì)子以6.0106m/s的速度反向彈回，未知核以4.0106m/s的速度向右運(yùn)動。試確定未知核的“身份”。,炮彈發(fā)射,章魚,止退犁,灌溉噴水器,問題4：你能舉出反沖運(yùn)動應(yīng)用與防止的一些例子嗎？,,,,,,,,,,,,,氣體噴出是因為球壁對球內(nèi)氣體有作用力的沖量使氣體的動量增加，氣體對球壁的反作用力沖量使氣球的

5、動量也增加。,(1)、用動量定理分析：,(2)、用動量守恒定律分析：,反沖運(yùn)動是相互作用物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果。反沖過程中，系統(tǒng)的合外力一般不為零；但反沖運(yùn)動中如果屬于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的情況，可認(rèn)為反沖運(yùn)動中系統(tǒng)動量是守恒的。,問題5：把一個氣球吹起來，用手握住氣球的吹氣口，然后突然放開，讓氣體噴出，觀察氣球的運(yùn)動。氣球為什么會沿氣嘴相反方向運(yùn)動？,1、速度的反向性,2、速度的相對性,一靜止的質(zhì)量為M的氣球和氣體，以對地速度v放出質(zhì)量m的氣體，研究剩余部分和氣球相對于地的速度。,3、變質(zhì)量問題：,設(shè)v方向為正方向, 根據(jù)動量守恒定律,,,分析,注意,問題5：進(jìn)一步分析氣球的運(yùn)動？,

6、問題6：神舟七號飛船和火箭為什么能離開地球，升上天空？,,,,,,火箭發(fā)射噴射出來的燃?xì)獾馁|(zhì)量為m1，燃料燃盡后火箭的質(zhì)量為m2，火箭燃?xì)獾膰娚渌俣葹関1，燃料燃盡后火箭的飛行速度v2為多大？,在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以發(fā)射前、后總動量守恒。,m1 v1 +m2 v2 = 0,解析,,負(fù)號表示速度方向與噴出的燃?xì)夥较蛳喾?,多級火箭能及時把空殼拋掉，使火箭的總質(zhì)量減少，因而能夠達(dá)到很高的速度，可用來完成洲際導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的發(fā)射工作，但火箭的級數(shù)不是越多越好，級數(shù)越多構(gòu)造越復(fù)雜，工作的可靠性越差，目前多級火箭一般都是三級。,燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比

7、決定,問題7：如何分析火箭發(fā)射呢？,一火箭噴氣發(fā)動機(jī)每次噴出m200 g的氣體，噴出的氣體相對地面的速度v1 000 m/s。設(shè)此火箭初始質(zhì)量M300 kg，發(fā)動機(jī)每秒噴氣20次，在不考慮地球引力及空氣阻力作用的情況下，火箭發(fā)動機(jī)1s末的速度是多大？,以火箭和噴出的20次氣體為研究對象，,(M20m)v2020mv0,解析,根據(jù)動量守恒可得,火箭發(fā)動機(jī)1s末的速度大小是13.5m/s,拓展當(dāng)?shù)?次氣體噴出后，火箭的速度多大？,設(shè)噴出3次氣體后火箭的速度為v3，以火箭和噴出的3次氣體為研究對象，根據(jù)動量守恒定律可得,(M3m)v33mv0,解得,問題8：通過課本案例，如何運(yùn)用動量守恒定律探究火箭

8、的發(fā)射問題呢？,古代的火箭,問題9：你知道我國古代的火箭是什么樣的嗎？,箭上扎一個火藥筒，火藥筒的前端封閉，火藥點燃后生成的燃?xì)庖院艽蟮乃俣葟幕鹚幫驳奈膊肯蛳聡姵觯鸺捎诜礇_而向下運(yùn)動。,問題10：你知道現(xiàn)代的火箭與古代的火箭有什么相同和不同之處？,現(xiàn)代的火箭與古代的火箭原理相同，都是利用反沖現(xiàn)象來工作的。,現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多。,,反沖小車靜止放在水平光滑玻璃上，點燃酒精，水蒸氣將橡皮塞水平噴出，小車沿相反方向運(yùn)動如果小車的總質(zhì)量M3 kg，水平噴出的橡皮塞的質(zhì)量m0.1 kg. (1)若橡皮塞噴出時獲得的水平速度v2.9 m/s，求小車的反沖速度 (2)若橡皮塞噴出時速度大小不

9、變，方向與水平方向成60角，小車的反沖速度又如何？,根據(jù)動量守恒定律可得,mv(Mm)v0,負(fù)號表示小車運(yùn)動方向與橡皮塞運(yùn)動的方向相反，,,解析,,,系統(tǒng),正方向,(1),動量守恒,反沖速度大小是0.1 m/s,,,,小試牛刀,,反沖小車靜止放在水平光滑玻璃上，點燃酒精，水蒸氣將橡皮塞水平噴出，小車沿相反方向運(yùn)動如果小車的總質(zhì)量M3 kg，水平噴出的橡皮塞的質(zhì)量m0.1 kg. (1)若橡皮塞噴出時獲得的水平速度v2.9 m/s，求小車的反沖速度 (2)若橡皮塞噴出時速度大小不變，方向與水平方向成60角，小車的反沖速度又如何？,mvcos 60(Mm)v0,負(fù)號表示小車運(yùn)動方向與橡皮塞運(yùn)動的水

10、平方向相反，反沖速度大小是0.05 m/s.,,解析,,系統(tǒng),正方向,(2),0.1 m/s,水平方向動量守恒,,,小試牛刀,鐳(Ra)原子核是不穩(wěn)定的，它有88個質(zhì)子和138個中子，會自發(fā)地以一定速度放出一個粒子(粒子含有2個質(zhì)子和2個中子)，然后變?yōu)殡?Rn)原子核。若質(zhì)子和中子的質(zhì)量相等， 粒子在離開鐳原子核時具有1.5107m/s的速度，試求氡原子核具有的速度。,粒子 m1,氡(Rn) m2,,鐳(Ra) m,審題指導(dǎo),,,,,,鐳(Ra) 、粒子、氡(Rn)的質(zhì)量數(shù)守恒,,一個質(zhì)子或中子的質(zhì)量為m0,,88m0+138m0=226m0,2m0+2m0=4m0,226m0-4m0=222m0,,,,,系統(tǒng)動量守恒,,小試牛刀,鐳(Ra)原子核是不穩(wěn)定的，它有88個質(zhì)子和138個中子，會自發(fā)地以一定速度放出一個粒子(粒子含有2個質(zhì)子和2個中子)，然后變?yōu)殡?Rn)原子核。若質(zhì)子和中子的質(zhì)量相等， 粒子在離開鐳原子核時具有1.5107m/s的速度，試求氡原子核具有的速度。,粒子 m1,氡(Rn) m2,鐳(Ra) m,226m0,4m0,222m0,系統(tǒng)動量守恒,解析,負(fù)號表示氡原子核與粒子的速度方向相反,小試牛刀,