2019高中物理第一章碰撞与动量守恒1.4反冲运动教案粤教版选修3_

2019

1 1.4 反冲运动

课堂互动

三点剖析

一、反冲运动

1.反冲运动的产生是系统内力作用的结果,两个相互作用的物体A 、B 组成的系统,A 对B 的作用力使B 获得某一方向的动量,B 对A 的反作用力使A 获得相反方向的动量,从而使A 沿着与B 的运动方向相反的方向做反冲运动.

2.实际遇到的反冲运动问题通常有以下三种:

(1)系统不受外力或所受外力之和为零,满足动量守恒的条件,可以用动量守恒定律解决反冲运动问题.

(2)系统虽然受到外力作用,但内力远远大于外力,外力可以忽略,也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题.

(3)系统虽然所受外力之和不为零,系统的动量并不守恒,但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力之和为零,则系统的动量在该方向上的分量保持不变,可以用该方向上动量守恒解决反冲运动问题.

3.动量守恒定律研究的是相互作用的物体总动量问题,如果合外力为零,则总动量守恒,但每个物体的动量都要变化,这是由于相互作用的内力对各个物体都有冲量,据动量定理Ft=Δp,F=t

p ?,如果Δp 为某个常数,若时间t 非常小,则F 很大,这时候即使合外力不为零,由于外力远小于内力,可以忽略外力的影响,认为系统动量守恒;但如果时间t 达不到非常小,内力不是非常大,不满足外力远小于内力,则不能认为动量守恒.例如两物体碰撞后结合在一起,由于作用时间极短,即使在不光滑的平面上,也认为动量守恒,但如果两物体间有一根轻质弹簧,两物体通过弹簧相互作用而达到共同速度,这个作用时间就比较长,不满足内力远大于外力的条件,就不能认为动量守恒了.

二、爆炸

爆炸的过程满足动量守恒的条件,只是在炮弹炸开的那一瞬间,才有内力远大于外力,当爆炸结束以后就不再存在这个很大的内力,则系统动量不再守恒.前述碰撞过程机械能不变或有损失,不可能增大,但爆炸过程机械能可能会增加,这是因为火药爆炸产生的能量有可能转化为机械能.

当一个静止的物体爆炸后,炸成两块的质量分别是m 1、m 2,速度分别是v 1、v 2,爆炸消耗的化学能E 全部转化成动能,则有:m 1v 1=m 2v 2 E=2222112

121v m v m + 各个击破

【例1】 如图1-4-2所示,质量为M 的炮车静止在水平面上,炮筒与水平方向夹角为θ,当炮车发射一枚质量为m 、对地速度为v 0的炮弹后,炮车的反冲速度为

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图1-4-2

解析:在炮弹发射过程中,炮车所受阻力远小于内力,故系统在水平方向动量守恒. 设炮车速度为v ,则由水平方向动量守恒可得0=Mv+mv 0cos θ

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