202X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选修3_5

1、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 稳固反响知识探究一、系统、内力、外力导学探究导学探究如图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

2、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导学探究如图如图2所示，光滑水平桌面上有两个质量分别为所示，光滑水平桌面上有两个质量分别为m1和和m2的小球，正沿着同一直线向一样的方向做匀速运动，速度分别是的小球，正沿着同一直线向一样的方向做匀速运动，速度分别是v1和和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度分别

3、为v1和和v2.试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量试用动量定理和牛顿第三定律推导两球碰前总动量m1v1m2v2与碰后总动量与碰后总动量m1v1m2v2的关系的关系.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，相互作用时间为t根据动量定理：根据动量定理：F1tm1(v1v1)，F2tm2(v2v2).因为因为F1与与F2是两球间的相互作用力，根据牛顿第三定律知，是两球间的相互作用力，根据牛顿第三定律知，F1F2，那么有：那么有：m1v1m1v1m2v2m2v2即即m1v1m2v2m1v1m2v2此式说明两球

4、在相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量，这就此式说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是动量守恒定律的表达式.知识梳理知识梳理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

5、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.即学即用即学即用1.判断以下说法的正误判断以下说法的正误.(1)一个系统初、末态动量大小相等，即动量守恒一个系统初、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恒.( )(3)只要系统所受到的合力的冲量为零，动量就守恒只要系统所受到的合力的冲量为零，动量就守恒.( )(4)系

6、统动量守恒也就是系统的动量变化量为零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，那么粘在一起后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

7、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，那么系统在该方向上动量守恒.例例1(多项选择多项选择)如图如图4所示，所示，A、B两物体质量之两物体质量之比比mA mB3 2，原来静止在平板小车，原来静止在平板小车C上，上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当突然释放间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当突然释放弹簧后，那么以下说法正确的选项是弹簧后，那么以下说法正确的选项是图4A.假设A、B与平板车上外表间的动摩擦因数一样，A、B组成的系统动量守恒B.假设A、B与平板车上外表间的动摩擦因数一样，A、B、C组成的系统动 量守恒C.假设A、B所受的摩擦力大小相等，A、B

8、组成的系统动量守恒D.假设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解析如果A、B与平板车上外表间的动摩擦因数一样，释放弹簧后，与平板车上外表间的动摩擦因数一样，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，向右，FfB向左向左.由于由于mA mB3 2，所以，所以FfA FfB3 2，那么，那么A、B组成组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，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；选项错误；对对A、B、C组成的系统，组成的系统，A、B与与C间的摩擦力为内

9、力，该系统所受的外间的摩擦力为内力，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，恒，B、D选项正确；选项正确；假设假设A、B所受摩擦力大小相等，那么所受摩擦力大小相等，那么A、B组成的系统所受的外力之和组成的系统所受的外力之和为零，故其动量守恒，为零，故其动量守恒，C选项正确选项正确.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

10、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.总结提升总结提升针对训练以下情形中，满足动量守恒条件的是针对训练以下情形中，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 动量动量C.子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量子弹水平穿过墙壁的过程中，子

11、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：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：应用动量守恒定律的解题步骤：例例2如图如图5所示，一枚火箭

12、搭载着卫星以速率所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星别离控制系统使箭体与卫星别离.前局部的卫星质量为前局部的卫星质量为m1，后局部的箭体质量，后局部的箭体质量为为m2，别离后箭体以速率，别离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，假设忽略空气阻力及别沿火箭原方向飞行，假设忽略空气阻力及别离前后系统质量的变化，那么别离后卫星的速率离前后系统质量的变化，那么别离后卫星的速率v1为为图5答案解析解析解析根据动量守恒定律有(m1m2)v0m1v1m2v2，例例3质量质量m110 g的小球在光滑的水平桌面上以的小球在光滑的水平桌面上以30 cm/s的速

13、率向右运的速率向右运动，恰遇上质量为动，恰遇上质量为m250 g的小球以的小球以10 cm/s的速率向左运动，碰撞后，的速率向左运动，碰撞后，小球小球m2恰好停顿，那么碰后小球恰好停顿，那么碰后小球m1的速度大小和方向如何？的速度大小和方向如何？答案解析答案答案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，那么设向右为正方向，那么v130 cm/s，v210 cm/s；v20.由动量守恒定律列方程由动量守恒定律列方程m1v1m2v2m1v1m2v2，代入数据解得代入数据解得v120 cm/

14、s.故碰后小球故碰后小球m1的速度大小为的速度大小为20 cm/s，方向向左，方向向左.特别提醒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.总结提升总结提升达标检测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、小车的总动量增量一样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，以下说

15、法正确的选项是1234图6答案解析1234解析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)(多项选择)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

16、力F向左推B使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态.假设突然撤去力F，那么以下说法中正确的选项是1234图7答案解析解析假设突然撤去力解析假设突然撤去力F，木块，木块A离开墙壁前，墙壁对木块离开墙壁前，墙壁对木块A有作用力，有作用力，所以所以A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但由于和弹簧组成的系统动量不守恒，但由于A没有离开墙壁，墙壁没有离开墙壁，墙壁对木块对木块A不做功，所以不做功，所以A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，选项和弹簧组成的系统机械能守恒，选项A错误，错误，选项选项B正确；正确；木块木块A离开墙壁后，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，选项动量守恒且机械能守恒，选项C正确，选项正确，选项D错误错误.12343.(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，那么鱼雷的发射速度为1234答案解析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，假设行李包与车上外表间的动摩擦