16.3 动量守恒定律—人教版高中物理选组3-5课件 (共17张PPT)

1、1.常考点常考点: 动量守恒定律成立的条件、表达式及相关计算动量守恒定律成立的条件、表达式及相关计算 2.常考题型及难度常考题型及难度: 常与动能定理、机械能守恒定律进行综合考查常与动能定理、机械能守恒定律进行综合考查, 以计算题为主以计算题为主,难度较大。难度较大。 16. 3 动量守恒定律动量守恒定律 一般情况下一般情况下,物体间的相互作用较为复杂物体间的相互作用较为复杂,如果我们将相互作用的两个物体作为如果我们将相互作用的两个物体作为 一个整体来研究一个整体来研究,就必须明确系统、内力和外力等概念。就必须明确系统、内力和外力等概念。 (1)系统系统: 相互作用的相互作用的两个两个(或多个

2、或多个)物体所组成的整体物体所组成的整体通常称为系统。通常称为系统。 (2)内力内力: 系统中系统中各物体之间的各物体之间的相互作用力相互作用力叫做内力。叫做内力。 (3)外力外力: 系统以外的系统以外的其他物体对系统的作用力其他物体对系统的作用力叫做外力。叫做外力。 1.内力和外力是相对的内力和外力是相对的,与系统的选取有关。与系统的选取有关。例如甲、乙、丙三个物体均有相互作用例如甲、乙、丙三个物体均有相互作用, 如果以三个物体为系统如果以三个物体为系统,则甲、乙、丙相互之间的作用均为内力则甲、乙、丙相互之间的作用均为内力;如果以甲、乙两个如果以甲、乙两个 物体为系统物体为系统,则甲、乙间的

3、相互作用为内力则甲、乙间的相互作用为内力,丙对甲、乙的作用为外力。丙对甲、乙的作用为外力。 2.当多个物体存在相互作用时当多个物体存在相互作用时,通常根据待求解的问题科学选取系统。通常根据待求解的问题科学选取系统。 一、系统、内力和外力一、系统、内力和外力 例例1.如图所示，木块如图所示，木块B与一端固定在竖直墙上的水平弹簧相连放在光滑水与一端固定在竖直墙上的水平弹簧相连放在光滑水 平面上，子弹平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，入射时间极短。关于沿水平方向射入木块后留在木块内，入射时间极短。关于 子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是（）子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是（）

4、A从子弹开始射入木块到弹簧被压缩到最短的过程中，系统动量守恒从子弹开始射入木块到弹簧被压缩到最短的过程中，系统动量守恒 B在子弹射入木块的过程中，系统动量守恒在子弹射入木块的过程中，系统动量守恒 C在子弹射入木块的过程中，系统动量不守恒在子弹射入木块的过程中，系统动量不守恒 D在木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒在木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒 B 一、系统、内力和外力一、系统、内力和外力 两个物体两个物体 碰碰 前前 碰碰 后后 v1v2v1v2 m1m1m2m2 ABAB 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 设碰撞时两球受到的作用力恒定设碰撞时两球受到的作用力恒定,分别为分别为F1、F2

5、,力的作用时间很短力的作用时间很短,用用t 表示表示. F1F2 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 3.动量守恒定律的数学表达式动量守恒定律的数学表达式 (1) 即系统相互作用前的总动量即系统相互作用前的总动量 p 和相互作用后的总动量和相互作用后的总动量 p 大小相等、方向相同大小相等、方向相同 。 系统总动量的求法遵循矢量运算法则。系统总动量的求法遵循矢量运算法则。 (2) 即系统总动量的增量为零即系统总动量的增量为零 (3) 即将相互作用的系统内的物体分为两部分即将相互作用的系统内的物体分为两部分,其中一部分动量的增加量等于另一其中一部分动量的增加量等于

6、另一 部分动量的减少量。部分动量的减少量。 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 4.动量守恒定律成立的条件动量守恒定律成立的条件 (1)理想条件理想条件:系统不受外力作用时系统不受外力作用时,系统动量守恒。系统动量守恒。 (2)理想条件理想条件:系统所受外力之和为零时系统所受外力之和为零时,系统动量守恒。系统动量守恒。 (3)近似条件近似条件:系统所受合外力虽然不为零系统所受合外力虽然不为零,但系统的内力远大于外力时但系统的内力远大于外力时,如碰撞、爆炸如碰撞、爆炸 等现象中等现象中,系统的动量可看成近似守恒。系统的动量可看成近似守恒。 (4)单方向的动量守恒条

7、件单方向的动量守恒条件:系统受到的外力总的来看不符合以上三条中的任意一条系统受到的外力总的来看不符合以上三条中的任意一条, 则系统的总动量不守恒则系统的总动量不守恒,但是但是,若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条,则系统则系统 在该方向上动量守恒。在该方向上动量守恒。 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 5.从从“五性五性”理解动量守恒定律理解动量守恒定律 (1)系统性系统性 动量守恒定律反映的是两个或两个以上物体组成的系统动量守恒定律反映的是两个或两个以上物体组成的系统,在相互作用过程中的动在相互作用过程中的动 量变化规律量变化规律,所以所以动量守恒

8、定律的研究对象是一个系统动量守恒定律的研究对象是一个系统,而不是单个物体而不是单个物体,应用动量守恒应用动量守恒 定律解题时定律解题时,应明确所研究的系统是由哪得些物体构成的应明确所研究的系统是由哪得些物体构成的。 (2)矢量性矢量性 动量守恒定律的表达式是一个矢量式动量守恒定律的表达式是一个矢量式,其矢量性表现在其矢量性表现在: 系统的总动量在相互作用前后系统的总动量在相互作用前后,不仅大小相等不仅大小相等,同时方向也相同同时方向也相同,因此因此系统初状态总系统初状态总 动量的方向决定了末状态总动量的方向动量的方向决定了末状态总动量的方向; 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 二、二、动量守恒

9、定律动量守恒定律 (5)普适性普适性 只要系统所受的合外力为只要系统所受的合外力为0,不论系统内部物体之间的相互作用力性质如何不论系统内部物体之间的相互作用力性质如何,系系 统内各物体是否具有相同运动统内各物体是否具有相同运动,物体相互作用时是否直接接触物体相互作用时是否直接接触,相互作用后粘合在一相互作用后粘合在一 起还是分裂成碎片起还是分裂成碎片,动量守恒定律均适用动量守恒定律均适用。动量守恒定律不仅适用于低速、宏观物。动量守恒定律不仅适用于低速、宏观物 体体,还适用于高速还适用于高速(接近光速接近光速)运动的微观粒子运动的微观粒子。在自然界中。在自然界中,大到天体的相互作用大到天体的相互

10、作用,小小 到基本粒子间的相互作用到基本粒子间的相互作用,都遵守动量守恒定律。都遵守动量守恒定律。 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 二、二、动量守恒定律动量守恒定律 例例2.（多选）（多选）如图所示，如图所示，A、B两物体质量之比两物体质量之比mA：mB3：2，原来静止在平板小车，原来静止在平板小车 C上，上，AB间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ） A若若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，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组成系统的动量守恒 B若若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同

11、，与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A、B、C组成系统的动量不守恒组成系统的动量不守恒 C若若A、B所受的摩擦力大小相等，所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒组成系统的动量守恒 D若若A、B所受的摩擦力大小不相等，所受的摩擦力大小不相等，A、B、C组成系统的动量守恒组成系统的动量守恒 CD 二、二、动量守恒定律的一般解题步骤动量守恒定律的一般解题步骤 应用动量守恒定律的解题步骤应用动量守恒定律的解题步骤: 明确研究对象明确研究对象,确定系统的组成确定系统的组成 受力分析受力分析,分清内力、外力分清内力、外力,确定动量是否守恒确定动量是否守恒 规定正方向规定正方向,确定初、末动量确

12、定初、末动量 代入数据代入数据,求出结果并讨论说明求出结果并讨论说明 根据动量守恒定律根据动量守恒定律,建立方程建立方程 例例3.一人站在静止于冰面的小车上，人与车的总质量一人站在静止于冰面的小车上，人与车的总质量M70kg，当它接到一个质，当它接到一个质 量量m20kg、以速度、以速度v05m/s迎面滑来的木箱后，立即以相对于自己迎面滑来的木箱后，立即以相对于自己v5m/s 的速度逆着木箱原来滑行的方向推出，不计冰面阻力。则小车获得的速度是多大的速度逆着木箱原来滑行的方向推出，不计冰面阻力。则小车获得的速度是多大 ？ 方向如何？方向如何？ 二、二、动量守恒定律的一般解题步骤动量守恒定律的一般解题步骤 变式变式.如图所示如图所示,传送带以传送带以t=2m/s的水平速度把质量的水平速度把质量m=20kg的行李包运送到原来静的行李包运送到原来静 止在光滑地面上、质量止在光滑地面上、质量M=30kg的小车上的小车上,若行李包与小车上表面间的动摩擦因数若行李包与小车上表面间的动摩擦