高中物理选修3-5第十六章第3节动量守恒定律

第三节动量守恒定律,前面已经学习了动量定理，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何？,从生活现象引入：两个同学静止在滑冰场上,总动量为0，用力推开后，总动量为多少？2005313175514_16.swf,猜猜,准备：将两个质量相等的小车静止地放在光滑的水平面上，它们之间装有弹簧，并用细线把它们拴在一起。剪断细线,实验,现象：,两小车同时运动了相等距离。,说明：,两小车弹开后速度的大小。,两小车的动量大小，方向，两辆小车的总动量为。,相等,相反,零,相等,一、动量守恒定律的推导,实验结论：两个物体在相互作用的前后，它们的总动量是一样的,两个小球的总动量P=,AB,v1,v2,m1,m2,v2v1,P1+P2=m1v1+m2v2，,当B追上A时，两球发生碰撞，设碰撞后的速度分别是v1和v2,碰撞后的总动量为P=,设碰撞过程中AB两球所受的平均作用力分别是F1和F2，力的作用时间是t，则根据动量定理得,P1+P2=m1v1+m2v2,F1t=m1v1-m1v1,F2t=m2v2-m2v2,而F1=-F2,光滑平面,F1t=-F2tm1v1-m1v1=-(m2v2-m2v2)m1v1+m2v2=m1v1+m2v2P=P,二、动量守恒定律的内容及其数学表达式1、研究对象：相互作用的物体组成的系统。物体的系统：由相互作用的物体（两个以上）构成的整体。,（碰撞前后的总动量不变）,P1=-P2,外力：该系统以外的物体对系统内物体的作用力。内力：该系统内部物体间的相互作用力。,两个小球相互作用的那个时刻，受到几个力？,系统来说，哪些力是内力，哪些是外力？,系统受到几个力作用？,2、内容：相互作用的物体组成的系统，如果不受外力作用或它们所受外力之和为零，则系统的总动量保持不变。即：系统相互作用前总动量P等于相互作用后总动量P（P=P）m1v1+m2v2=m1v1+m2v2,3.动量守恒条件,1、系统不受外力或外力的矢量和为零。,2、系统内力远大于外力，且作用时间极短，如爆炸、碰撞等过程可近似看着动量守恒。,3、当系统在某个方向不受外力或外力之和为零，则该方向上动量守恒。,返回,4、使用时应注意的几点：矢量式，必须规定正方向，方向与其一致的动量取正值；v1、v2、v1、v2必须相对于同一参考系的速度（如地面或同一运动的物体）；v1和v2、v1和v2必须是同一时刻的速度。,5、适用范围：,所有相互作用的系统（微观粒子、天体）,6、两种特殊情况：原来静止的两物体组成的系统：0=m1v1+m2v2两物体相互作用后结合在一起：m1v1+m2v2=(m1+m2)v,可用于处理一些特殊问题！,三、动量守恒的条件：,系统不受外力或外力之和为零,确定系统,分析外力,进行判断,例1：容器B置于光滑水平面上，小球A在容器中沿光滑水平底面运动，与器壁发生碰撞，则AB组成的系统动量守恒吗？,例2：水平面上两个小木块，质量分别为m1、m2，且m2=2m1，如图，烧断细绳后，两木块分别向左右运动，若它们与水平面的动摩擦因数u1=2u2，则在弹簧伸长的过程中（弹簧质量不计）1、系统动量守恒吗？2、两木块动量大小之比：,1：1,守恒,例3：斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则AB组成的系统动量守恒吗？,物体受几个力？,斜面受哪几个力？,（接触面均光滑）,系统来说，哪些力是内力，哪些是外力？,系统受到几个力作用？,m1v1+m2v2=m1v1+m2v2,小结,系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的动量就保持不变,两个物体以上组成的系统,系统不受外力或所受外力之和为零,动量是矢量，式中动量的确定一般取地球为参照物,分析：系统所受的外力有：重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量不守恒。,思考1：为什么人站在置于光滑水平面的车上，连续的敲打车的一端只能左右反复地运动呢？,思考2：一热气球正在匀速上升，突然从气球里掉出来一个物体，其后若把热气球和掉出来的物体看成一个系统，动量守恒吗？,填空,动量守恒定律：（1）内容：一个系统或者，这个系统的总动量。（2）表达式：。（3）适用条件：系统或者。（4）