§2-2 动量守恒定律幻灯片.ppt

* 中微子 中微子（意大利语：Neutrino，其字面上的意义为“微小的电中性粒子”，又译作微中子），是轻子的一种，其自旋量子数为?，符号为希腊字母。中微子不带电，自旋为1/2，质量非常轻（小于电子的百万分之一）（另一说中微子没有静质量），以接近光速运动。 中微子个头小，不带电，可自由穿过地球，几乎不与任何物质发生作用，号称宇宙间的“隐身人”。所有中微子都不带电荷，不参与电磁相互作用和强相互作用，但参与弱相互作用。 1930年，泡利为了解释原子核衰变…….. 除放射出电子外，还需产生一个中微子，以保证动量守恒定律。 * 注意： (1) 系统动量守恒，但每个质点的动量可能变化； (2) 在碰撞、打击、爆炸等相互作用时间极短的过 程中，往往可忽略外力，近似动量守恒； (3) 动量守恒可在某一方向上成立； (4) 定律中的速度应是对同一惯性系的速度，动量 和应是同一时刻的动量之和； (5) 动量守恒定律在微观高速范围仍适用； (6) 动量守恒定律只适用于惯性系。 * 例1 如图所示, 大炮在发射时炮身会发生反冲现象。设炮身的仰角为θ, 炮弹和炮身的质量分别为m和m0, 炮弹在离开炮口时的速率为v, 若忽略炮身反冲时与地面的摩擦力, 求炮身的反冲速率。 解 设x轴沿水平向右， 根据动量守恒定律得 所以炮身的反冲速率为 * 例2 一原先静止的装置炸裂为质量相等的三块, 已知其中两块在水平面内各以80 m?s?1 和60 m?s?1 的速率沿互相垂直的两个方向飞开。求第三块的飞行速度。 解 设碎块的质量都为m， 建立如图所示的坐标系 根据动量守恒定律得 解方程组得 所以 * 三、碰撞 1、碰撞现象 碰撞分两类: 一类总动能不变的称为完全弹性碰撞；一类总动能改变的称为非完全弹性碰撞。若两个物体碰撞之后结合为一体称为完全非弹性碰撞。 2、完全弹性碰撞 两小球质量分别为m1和m2, 碰前速度 和 , 碰后速度 和 。 根据动量守恒定律得 ⑴ 碰撞前后的速度都处于两球的连心线上的碰撞称为正碰或对心碰撞。 * 根据能量守恒定律得 ⑵ 若碰撞为正碰,则有 ⑶ ⑵式除以⑶得 ⑷ 由⑶、⑷解得 若 则有 （两物体速度交换） ⑸ ⑹ * 3、完全非弹性碰撞 根据动量守恒定律得 所以 例1 如图所示的装置称为冲击摆, 可用它来测定子弹的速度。质量为m0的木块被悬挂在长度为l的细绳下端, 一质量为m的子弹沿水平方向以速度v射中木块, 并停留在其中。木块受到冲击而向斜上方摆动, 当到达最高位置时, 木块的水平位移为s。试确定子弹的速度。 * 解 根据动量守恒定律得 根据机械能守恒定律得 由图知 解以上三方程的联立方程组得 * 一粒子弹水平地穿过并排静止放置在光滑水平面上的木块,已知两木块的质量分别为 m1, m2 ，子弹穿过两木块的时间各为? t1, ? t2 ，设子弹在木块中所受的阻力为恒力F 子弹穿过第一木块时，两木块速度相同，均为v1 子弹穿过第二木块后，第二木块速度变为v2 例2 解 求 子弹穿过后， 两木块各以多大速度运动 解得 * 如图所示，两部运水的卡车A、B在水平面上沿同一方向运动，B的速度为u ，从B上以6kg/s的速率将水抽至A上，水从管子尾部出口垂直落下，车与地面间的摩擦不计，时刻 t 时，A车的质量为M，速度为v 。 选A车M和?t 时间内抽至A车的水?m为研究系统，水平方向上动量守恒 解 例3 求 时刻 t ，A 的瞬时加速度。 A B u v A * 例4 质量为 m 的匀质链条，全长为 L， 开始时，下端与地面的距离为 h , 当链 条自由下落在地面上时, 地面所受链条的作用力。 L h 解 设 链条在此时的速度 根据动量定理 地面受力 m 求 链条下落在地面上的长度为 l ( lL )时， * *四、 运载火箭的运动 运载火箭技术反映了当代科技水平的综合技术, 但其动力学原理仍是动量定理和动量守恒定律。 火箭在运行时生成的炽热气体高速向后喷射, 使火箭主体获得向前的动量。若将火箭的总质量mΣ分成两部分, 火箭主体质量mΣ?dm ；将被喷射的物质质量dm。 在t 时刻, dm尚未被喷出, 火箭总质量相对于地面的速度为v，动量为mΣv；在t+dt时刻, dm被以相对于火箭的速度(称为喷射速度) u喷出, 火箭主体则以 v+dv的速度相对于地面运行。 * 将火箭主体和喷射物质视为一个系统, 并忽略作用于系统的仅有的外力，即火箭所受重力mΣg, 那么根据动量守恒定律，在z方向的分量式应有 因dm的喷射，火箭总质量mΣ在减少，减少量为?dm