高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 1.3 动量守恒定律课件 教科版选修35.ppt

3动量守恒定律 目标定位 1 认识系统 内力 外力 认识和理解动量守恒定律 2 会应用动量守恒定律解决生产 生活中的简单问题 3 了解动量守恒定律的普遍适用性和动量守恒定律适用范围的局限性 一 系统的动量1 系统 在物理学中 有时要把的两个或多个物体作为一个整体来研究 这个整体叫做系统 2 系统的动量 在一个系统中 把各个物体的动量都相加 的动量称作系统的动量 相互作用 相加后 二 动量守恒定律1 系统碰撞前后总动量不变的条件 2 内容 如果 无论这一系统的内部进行了何种形式的碰撞 这个系统的总动量保持不变 这就是动量守恒定律 3 数学表达式 4 成立条件 1 系统不受外力作用 2 系统受外力作用 但合外力 系统所受的合外力为零 一个系统不受外力或所受合外力为零 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 为零 想一想如图1所示 在风平浪静的水面上 停着一艘帆船 船尾固定一台电风扇 正在不停地把风吹向帆面 船能向前行驶吗 为什么 图1 答案不能 把帆船和电风扇看做一个系统 电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等 方向相反 这是一对内力 系统总动量守恒 船原来是静止的 总动量为零 所以在电风扇吹风时 船仍保持静止 三 动量守恒定律的普遍性牛顿运动定律只适用于观 速运动的物体 而动量守恒定律无论在 宏观或领域 都是适用的 宏 低 微观 高速 预习完成后 请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 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 动量守恒定律的成立条件 1 系统不受外力或所受合外力为零 2 系统受外力作用 合外力也不为零 但合外力远远小于内力 此时系统动量近似守恒 3 系统所受到的合外力不为零 但在某一方向上合外力为零 则系统在该方向上动量守恒 3 动量守恒定律的几个性质 1 矢量性 公式中的v1 v2 v1 和v2 都是矢量 只有它们在同一直线上 并先选定正方向 确定各速度的正 负 表示方向 后 才能用代数方法运算 2 相对性 速度具有相对性 公式中的v1 v2 v1 和v2 应是相对同一参考系的速度 一般取相对地面的速度 3 同时性 相互作用前的总动量 这个 前 是指相互作用前的某一时刻 v1 v2均是此时刻的瞬时速度 同理 v1 v2 应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度 例1 多选 如图2所示 a b两物体质量之比ma mb 3 2 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 当弹簧突然释放后 则 图2 a 若a b与平板车上表面间的动摩擦因数相同 a b组成系统的动量守恒b 若a b与平板车上表面间的动摩擦因数相同 a b c组成系统的动量守恒c 若a b所受的摩擦力大小相等 a b组成系统的动量守恒d 若a b所受的摩擦力大小相等 a b c组成系统的动量守恒 答案bcd解析如果a b与平板车上表面间的动摩擦因数相同 弹簧释放后a b分别相对小车向左 向右滑动 它们所受的滑动摩擦力fa向右 fb向左 由于ma mb 3 2 所以fa fb 3 2 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 对a b c组成的系统 a b与c间的摩擦力为内力 该系统所受的外力的合力为零 故该系统的动量守恒 b d选项均正确 若a b所受摩擦力大小相等 则a b组成的系统的外力之和为零 故其动量守恒 c选项正确 针对训练 多选 两位同学穿旱冰鞋 面对面站立不动 互推后向相反的方向运动 不计摩擦阻力 下列判断正确的是 图3 a 互推后两同学总动量增加b 互推后两同学动量大小相等 方向相反c 分离时质量大的同学的速度小一些d 互推过程中机械能守恒答案bc解析对两同学所组成的系统 互推过程中 合外力为零 总动量守恒 故a错 两同学动量的变化量大小相等 方向相反 故b c正确 互推过程中机械能增大 故d错误 二 动量守恒定律简单的应用1 动量守恒定律不同表现形式的表达式的含义 1 p p 系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p 2 p1 p2 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 3 p 0 系统总动量增量为零 4 m1v1 m2v2 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动量和 2 应用动量守恒定律的解题步骤 1 确定相互作用的系统为研究对象 2 分析研究对象所受的外力 3 判断系统是否符合动量守恒条件 4 规定正方向 确定初 末状态动量的正 负号 5 根据动量守恒定律列式求解 例2 质量m1 10g的小球在光滑的水平桌面上以v1 30cm s的速率向右运动 恰遇上质量为m2 50g的小球以v2 10cm 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20cm 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 则各小球速度为v1 30cm s v2 10cm s v2 0 由动量守恒定律列方程m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 代入数据得v1 20cm s 故小球m1碰后的速度的大小为20cm s 方向向左 借题发挥处理动量守恒应用题 三步曲 1 判断题目涉及的物理过程是否满足动量守恒的条件 2 确定物理过程及其系统内物体对应的初 末状态的动量 3 确定正方向 选取恰当的动量守恒的表达式列式求解 例3 将两个完全相同的磁铁 磁性极强 分别固定在质量相等的小车上 水平面光滑 开始时甲车速度大小为3m s