高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 动量守恒定律的应用课文课件ppt

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 动量守恒定律的应用课文课件ppt，共59页。PPT课件主要包含了课前自主预习，动量守恒定律表达式，总动量p，总动量p′，动量和，反冲运动，远大于，动量守恒，同样大小，答案C等内容，欢迎下载使用。
1．p＝p′，系统相互作用前的____________等于相互作用后的___________．2．m1v1＋m2v2＝____________，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的________．3．Δp1＝－Δp2，相互作用的两个物体动量的变化量________、________.4．Δp＝0，系统总动量的变化量为________．
m1v1′＋m2v2′
1．定义如果一个静止的物体在________的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向________的方向运动，这种现象叫作______．2．特点反冲运动中物体之间相互作用力________系统受到的外力，动量________．
3．反冲原理反冲运动的基本原理是__________定律，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得________的动量．4．公式若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的表达式变为0＝____________，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小________、方向__________，而它们的速率与质量成__________．
m1v1＋m2v2
如图所示是一种弹射装置，弹丸质量为m，底座质量为3m，开始时均处于静止状态，当弹簧释放将弹丸以相对地面v的速度发射出去后，底座的反冲速度大小是(　　)
1．原理火箭的飞行应用了________的原理，靠喷出气流的________作用来获得巨大速度．2．影响火箭获得速度大小的因素一是____________，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比．喷气速度______，质量比________，火箭获得的速度越大．
假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？【答案】应配置喷气式飞机．喷气式飞机利用反冲运动原理，可以在真空中飞行，而螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的，不能在真空中飞行．
将质量为1．00 kg的模型火箭点火升空，50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(　　)A．30 kg·m/s B．5.7×102 kg·m/sC．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s【答案】A
【解析】燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050 kg×600 m/s＝30 kg·m/s，A正确．
1．动量守恒定律的三种表达式(1)p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′，大小相等，方向相同)．(2)Δp1＝－Δp2或m1Δv1＝－m2Δv2(系统内一个物体的动量变化量与另一物体的动量变化量等大反向)．(3)Δp＝p′－p＝0(系统总动量的变化量为零)．
2．应用动量守恒定律的解题步骤
例1　如图所示，质量为mB的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一质量为mA的物体A，一颗质量为m0的子弹以v0的水平初速度射入物体A，射穿A后速度变为v，子弹穿过物体A的时间极短．已知A、B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止．求：(1)子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度vA；(2)平板车B和物体A的最终速度v共．(设车身足够长)
变式1　一辆质量m1＝3.0×103 kg的小货车因故障停在车道上，后面一辆质量m2＝1．5×103 kg的轿车来不及刹车，直接撞入货车尾部失去动力．相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了s＝6.75 m停下．已知车轮与路面间的动摩擦因数μ＝0.6，求碰撞前轿车的速度大小．(重力加速度g取10 m/s2)【答案】27 m/s
“人船模型”问题(1)定义
两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题．
变式2　有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重1吨左右)，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而且轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他身体的质量为m，则小船的质量为多少？
解决“人船模型”应注意两点1．适用条件：①系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零；②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)．2．画草图：解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移．
1．反冲运动的特点及遵循的规律(1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果．(2)条件：①系统不受外力或所受外力的矢量和为零；②内力远大于外力；③系统在某一方向上不受外力或该方向上所受外力之和为零．(3)反冲运动遵循动量守恒定律．
2．反冲运动的特点(1)速度的反向对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反．(2)速度的相对性一般都指对地速度．
例3　如图所示，质量为M的密闭汽缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P，隔板右边是真空，隔板左边是质量为m的高压气体，若将隔板突然抽去，则汽缸的运动情况是(　　)A．保持静止不动B．向左移动一定距离后恢复静止C．最终向左做匀速直线运动D．先向左移动，后向右移动回到原来位置
【答案】B【解析】突然撤去隔板，气体向右运动，汽缸做反冲运动，当气体充满整个汽缸时，它们之间的相互作用结束．由动量守恒定律可知，开始时系统的总动量为零，结束时总动量必为零，汽缸和气体都将停止运动，B正确．
变式3　如图所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为θ，则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)(　　)
2．决定因素火箭获得速度取决于燃气喷出速度u及燃气质量与火箭本身质量之比两个因素．3．多级火箭由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的速度7.9 km/s，实际火箭为多级．多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求．
例4　某校课外科技小组制作了一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m3/s，喷出速度保持水平且对地为10 m/s.启动前火箭总质量为1．4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动，阻力不计，水的密度是1．0×103 kg/m3.【答案】4 m/s
变式4　(多选)“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户．他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞向天空，然后利用风筝平稳着陆．假设万户及所携设备[火箭(含燃料)、椅子、风筝等]总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出．忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　)
西昌卫星发射中心是中国卫星发射基地，始建于1970年，1982年交付使用，位于四川省凉山彝族自治州冕宁县．自1984年1月发射中国第一颗通信卫星以来，到2016年11月22日用“长征三号”丙运载火箭成功将“天链一号”04星送入预定轨道，西昌卫星发射中心发射活动已突破100次．
西昌卫星发射中心由总部、发射场(技术区和两个发射工位)、通信总站、指挥控制中心和三个跟踪测量站，以及其他一些相关的生活保障单位组成，其中发射场的坐标位置为东经102度、北纬28.2度．西昌卫星发射中心主要承担地球同步轨道卫星，通信、广播、气象卫星等试验发射和应用发射任务，是中国目前对外开放发射场中规模最大、设备技术最先进、承揽卫星发射任务最多、具备发射多型号卫星能力的新型航天器发射场．
例5　如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前端卫星的质量为m1，后端箭体的质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为(　　)
1．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(　　)A．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭B．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
【答案】D【解析】火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，气体的反作用力使火箭获得反冲速度，故A、B、C错误，D正确．
3．小船相对于地面以速度v1向东行驶，若在船上以相对地面的速率v水平向西抛出一个质量为m的重物，则小船的速度将(　　)A．不变B．减小 C．增大D．改变方向【答案】C
4．一辆拉水车上有两个贮水箱，刚开始前面的水箱有水，后面的水箱无水，若把水从前面的水箱抽到后面的水箱中，假设拉水车停在光滑水平面上，则抽完水后，拉水车与原来的位置相比较(　　)A．拉水车向前运动了一段距离B．拉水车向后退了一段距离C．拉水车仍在原来位置D．无法确定拉水车的位置【答案】A
【解析】水和拉水车(包括水箱)在水从前面水箱抽到后面水箱的过程中所组成的系统动量守恒，由于水向后发生一段位移，所以车向前发生一段位移，A正确．
5．一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是(　　)A．动量不变，速度增大B．动量变小，速度不变C．动量增大，速度增大D．动量增大，速度减小【答案】A
【解析】整个过程动量守恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船的动量不变，又因为船发射炮弹后质量减小，因此船的速度增大，A正确．