高中物理 第16章 动量守恒定律 第3节 动量守恒定律课件 新人教版选修

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 选修3-5 动量守恒定律 第十六章 第三节 动量守恒定律 第十六章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业 7 易错案例剖析6 学习目标定位 能正确区分内力与外力 理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知 道定律的适用条件 会用动量守恒定律解决碰撞、爆炸等问题 课堂情景切入 有两位同学原来静止在滑冰场上，不论谁推谁一下(如图) ，两个人都会向相反方向滑去，他们的动量都发生了变化。两 个人本来都没有动量，现在都有了动量，他们的动量变化服从 什么规律呢？现在来探究这个规律。 知识自主梳理 1系统 相互作用的两个或几个物体组成一个力学_。 2内力 系统_物体间的相互作用力。 3外力 系统_的物体对系统_的物体的作用力 。 系统、内力和外力 系统 内部 以外 以内 1内容 如果一个系统不受_，或者所受_的矢 量和为零，这个系统的总动量保持不变。 2表达式 对两个物体组成的系统，常写成： p1p2_或m1v1m2v2_ 3适用条件 系统不受_或者所受_之和为零。 动量守恒定律 外力 外力 p1p2 m1v1m2v2 外力 外力 动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止 物理学研究的_领域。 动量守恒定律的普适性 一切 重点难点突破 一、对动量守恒定律的理解 1研究对象 相互作用的物体组成的系统。 2对系统“总动量保持不变”的理解 (1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能 误认为只是初、末两个状态的总动量相等。 (2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能 都在不断变化。 (3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不 变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。 3表达式 app，表示系统的总动量保持不变； 在一维情况下，对由A、B两物体组成的系统有：m1v1 m2v2m1v1m2v2。 bp1p2，表示一个物体的动量变化与另一个物体 的动量变化大小相等、方向相反； cp0，表示系统的总动量增量为零，即系统的总动量 保持不变。 4动量守恒定律的“五性” (1)条件性：动量守恒定律是有条件的，应用时一定要首先 判断系统是否满足守恒条件。 a系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙 中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。 b系统虽然受到了外力的作用，但所受外力的和即 合外力为零。象光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形，两 物体所受的重力和支持力的合力为零。 c系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时， 系统的总动量近似守恒。抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间， 弹片所受火药的内力远大于其重力，重力完全可以忽略不计， 动量近似守恒。 d系统所受的合外力不为零，即F外0，但在某一方向上 合外力为零(Fx0或Fy0)，则系统在该方向上动量守恒。 e系统受外力，但在某一方向上内力远大于外力，也可 认为在这一方向上系统的动量守恒。 (2)矢量性：定律的表达式是一个矢量式。 a该式说明系统的总动量在任意两个时刻不仅大小相等 ，而且方向也相同。 b在求系统的总动量pp1p2时，要按矢量运算法 则计算。 (3)相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前 后的动量，必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为相 对于地的速度。 (4)同时性：动量守恒定律中p1、p2必须是系统中各物体 在相互作用前同一时刻的动量，p1、p2必须是系统中各物体 在相互作用后同一时刻的动量。 (5)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统 ，也适用于多个物体组成的系统。不仅适用于宏观物体组成的 系统，也适用于微观粒子组成的系统。 特别提醒： (1)分析动量守恒时要着眼于系统，要在不同的方向上研究 系统所受外力的矢量和。 (2)要深刻理解动量守恒的条件。 (3)系统动量严格守恒的情况是很少的，在分析守恒条件是 否满足时，要注意对实际过程的理想化。 答案：当把锤头打下去时，锤头向右摆动，系统总动量要为 零，车就向左运动；举起锤头时，锤头向左运动，车就向右运 动。用锤头连续敲击时，车只是左右运动，一旦锤头不动，车 就会停下来，所以车不能持续向右运动。 二、应用动量守恒定律解题的基本步骤 1分析题意，合理地选取研究对象，明确系统是由哪几 个物体组成的。 2分析系统的受力情况，分清内力和外力，判断系统的 动量是否守恒。 3确定所研究的作用过程。选取的过程应包括系统的已 知状态和未知状态，通常为初态到末态的过程，这样才能列出 对解题有用的方程。 4对于物体在相互作用前后运动方向都在一条直线上的 问题，设定正方向，各物体的动量方向可以用正、负号表示。 5建立动量守恒方程，代入已知量求解。 考点题型设计 动量是否守恒的判断 D无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复 原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一 定为零 解析：当两手同时时放开时时，系统统的合外力为为零，所以系统统的 动动量守恒，又因为为开始时总动时总动 量为为零，故系统总动统总动 量始终为终为 零，选项选项 A正确；先放开左手，左边边的小车车就向左运动动，当再 放开右手后，系统统所受合外力为为零，故系统统的动动量守恒，放 开右手时总动时总动 量方向向左，放开右手后总动总动 量方向也向左， 故选项选项 B错错而C、D正确。综综合上述分析可知选项选项 A、C、D正 确。 答案：ACD A仅当A、B与平板车上表面间的动摩擦因数之比为 AB23时， A、B、C组成系统的动量才守恒 B无论A、B与平板车上表面间的动摩擦因数是否相同， A、B、C组成系统的动量都守恒 C因为F1、F2等大反向，故A、B组成的系统的机械能守 恒 D若A、B与小车C上表面间的动摩擦因数相同，则C与B 的运动方向相同 答案：B 解析：取A、B、C组组成的系统为统为 研究对对象，当施加等大反向 的水平恒力时时，该该系统统所受的合外力为为零，系统统的动动量守恒 ，故A错错B对对；因F1、F2对对A、B做正功，故A、B组组成的系统统 机械能增加，C错错；若动动摩擦因数相同，则则摩擦力fAfB，故C 与A运动动的方向相同，所以选项选项 D错误错误 。 动量守恒的应用 解析：(1)A与B碰后瞬间间，C的运动动状态态未变变，B速度最大。 由A、B系统动统动 量守恒(取向右为为正方向)有： mAv00mAvAmBvB 代入数据得：vB4m/s。 (2)B与C相互作用使B减速、C加速，由于B板足够长够长 ，所 以B和C能达到相同速度，二者共速后，C速度最大，由B、C系 统动统动 量守恒，有 mBvB0(mBmC)vC 代入数据得：vC3.2m/s 答案：(1)4m/s (2)3.2m/s 答案：0.02m/s 远离空间站方向 解析：根据动动量守恒，(mAmB)v0mAvAmBvB，代入数 据可解得vB0.02m/s，方向为为离开空间间站方向。 动量守恒的临界问题 解析：如图图所示，在甲推出箱子的过过程中，甲和箱子组组成的 系统动统动 量守恒。乙接到箱子并和乙一起运动动的过过程中，乙和 箱子组组成的系统动统动 量也是守恒的，分别选别选 甲、箱子为为研究对对 象，箱子、乙为为研究对对象求解。要想刚刚好避免相撞，要求乙抓 住箱子后与甲的速度正好相等。 设设甲推出箱子后的速度为为v1，箱子的速度为为v，乙抓住箱 子后的速度v2。 对对甲和箱子，推箱子前后动动量守恒，以初速度方向为为正 ，由动动量守恒定律：(Mm)v0mvMv1 对对乙和箱子，抓住箱子前后动动量守恒，以箱子初速方向 为为正，由动动量守恒定律有： mvMv0(mM)v2 刚刚好不相撞的条件是：v1v2 联联立解得：v5.2m/s，方向与甲和箱子初速的方 向一致。 答案：5.2m/s，方向与甲的初速度方向相