2018_2019版高中物理第1章碰撞与动量守恒1.2课时2动量守恒定律课件沪科版.pptx

课时2 动量守恒定律,第1章 1.2 探究动量守恒定律,学习目标 1.理解系统、内力、外力的概念. 2.知道动量守恒定律的内容及表达式，理解守恒的条件. 3.了解动量守恒定律的普遍意义，会初步利用动量守恒定律解决实际问题.,内容索引,知识探究 新知探究 点点落实,题型探究 重点难点 各个击破,达标检测 当堂检测 巩固反馈,知识探究,一、系统、内力、外力,导学探究 如图1所示，公路上有三辆汽车发生了追尾事故.如果将甲、乙两辆汽车看做一个系统，丙车对乙车的作用力是内力，还是外力？如果将三辆车看成一个系统，丙车对乙车的力是内力还是外力？,答案 内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统外的物体对系统内物体的作用力. 如果将甲车和乙车看成一个系统，丙车对乙车的力是外力，如果将三辆车看成一个系统，丙车对乙车的力是内力.,答案,图1,知识梳理 1.系统：几个有 的物体. 2.内力： 物体间的相互作用力. 3.外力：系统 的物体对系统内物体的作用力.,相互作用,系统内,外,导学探究 如图2所示，光滑水平桌面上有两个质量分别为m1和m2的小球，正沿着同一直线向相同的方向做匀速运动，速度分别是v1和v2，v2v1.当第二个小球追上第一个小球时两球发生碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1和v2.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1m2v2与碰后总动量m1v1m2v2的关系.,二、动量守恒定律,答案,图2,答案 设碰撞过程中两球间的作用力分别为F1、F2，相互作用时间为t 根据动量定理：F1tm1(v1v1)，F2tm2(v2v2). 因为F1与F2是两球间的相互作用力，根据牛顿第三定律知，F1F2， 则有：m1v1m1v1m2v2m2v2 即m1v1m2v2m1v1m2v2 此式表明两球在相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量，这就是动量守恒定律的表达式.,知识梳理 1.内容：如果一个系统 ，或者 ，那么这个系统的总动量保持不变. 2.表达式： m1v1m2v2 (作用前后动量相等). 3.适用条件：系统 或者所受合外力 . 4.动量守恒定律的普适性 动量守恒定律的适用范围很广，它不仅适用于宏观、低速领域，而且适用于 、 领域.动量守恒定律适用于目前为止的一切领域.,不受外力,所受合外力为零,m1v1m2v2,不受外力,为零,微观,高速,5.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.,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)一个系统初、末态动量大小相等，即动量守恒.( ) (2)两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒. ( ) (3)只要系统所受到的合力的冲量为零，动量就守恒.( ) (4)系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零.( ) (5)只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒.( ),答案,2.如图3，质量为m的小球A静止在光滑水平面上，质量为2m的小球B以速度v0与A碰撞后粘在一起，则粘在一起后AB的共同速度v_.,答案,图3,题型探究,一、动量守恒条件的理解,1.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. 2.系统受外力作用，但所受合外力为零.如光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形. 3.系统受外力作用，但当系统所受的外力远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒. 4.系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒.,例1 (多选)如图4所示，A、B两物体质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当突然释放弹簧后，则下列说法正确的是,图4,A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒 B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动 量守恒 C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒 D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒,答案,解析,解析 如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，释放弹簧后，A、B分别相对于小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FfA向右，FfB向左.由于mAmB32，所以FfAFfB32，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错误； 对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向上的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D选项正确； 若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统所受的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确.,1.动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成的系统.判断系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系. 2.判断系统的动量是否守恒，要注意守恒的条件是不受外力或所受合外力为零，因此要分清哪些力是内力，哪些力是外力. 3.系统的动量守恒，并不是系统内各物体的动量都不变.一般来说，系统的动量守恒时，系统内各物体的动量是变化的，但系统内各物体的动量的矢量和是不变的.,针对训练 下列情形中，满足动量守恒条件的是 A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量 B.子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总 动量 C.子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量 D.棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量,答案,1.动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义： (1)pp：系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p. (2)m1v1m2v2m1v1m2v2：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动量和. (3)p1p2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反. (4)p0：系统总动量增量为零.,二、动量守恒定律的简单应用,2.应用动量守恒定律的解题步骤：,例2 如图5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.已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为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,图5,答案,解析,解析 根据动量守恒定律有(m1m2)v0m1v1m2v2，,例3 质量m110 g的小球在光滑的水平桌面上以30 cm/s的速率向右运动，恰遇上质量为m250 g的小球以10 cm/s的速率向左运动，碰撞后，小球m2恰好停止，则碰后小球m1的速度大小和方向如何？,答案,解析,答案 20 cm/s 方向向左,解析 碰撞过程中，两小球组成的系统所受合外力为零，动量守恒. 设向右为正方向，则v130 cm/s，v210 cm/s；v20. 由动量守恒定律列方程m1v1m2v2m1v1m2v2， 代入数据解得v120 cm/s. 故碰后小球m1的速度大小为20 cm/s，方向向左.,特别提醒 利用动量守恒定律解题时首先选定正方向，然后确定初、末状态速度的正负.,应用动量守恒定律解题，在规定正方向的前提下，要注意各已知速度的正负号，求解出未知速度的正负号，一定要指明速度方向.,达标检测,A.男孩和木箱组成的系统动量守恒 B.小车与木箱组成的系统动量守恒 C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同,1.(对动量守恒条件的理解)如图6所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是,1,2,3,4,图6,答案,解析,1,2,3,4,解析 由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，A、B错误，C正确； 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，D错误.,A.木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B.木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 C.木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D.木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒,2.(对动量守恒条件的理解)(多选)如图7所示，在光滑水平地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接.A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态.若突然撤去力F，则下列说法中正确的是,1,2,3,4,图7,答案,解析,解析 若突然撤去力F，木块A离开墙壁前，墙壁对木块A有作用力，所以A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但由于A没有离开墙壁，墙壁对木块A不做功，所以A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，选项A错误，选项B正确； 木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统所受合外力为零，所以系统动量守恒且机械能守恒，选项C正确，选项D错误.,1,2,3,4,3.(动量守恒定律的简单应用)解放军鱼雷快艇在南海海域附近执行任务，假设鱼雷快艇的总质量为M，以速度v前进，现沿快艇前进方向发射一颗质量为m的鱼雷后，快艇速度减为原来的 ，不计水的阻力，则鱼雷的发射速度为,1,2,3,4,答案,解析,解析 设快艇的速度方向为正方向，,4.(动量守恒定律的简单应用)如图8所示，传送带以v02 m/s的水平速度把质量m20 kg的行李包运送到原来静止在光滑轨道上的质量M30 kg的小车上，若行李包与车上表面间的动摩擦因数0.4，g10 m/s2，求：(小车足够长),