1.3 动量守恒定律（课件）高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）

§3动量守恒定律高二物理（人教版2019）选择性必修第一册第一章动量守恒定律回看《寻找碰撞中的不变量》实验新课引入实验结论：

通过上述实验，我们最终得出了碰撞前后两个滑块的动量之和不变这样一个结论。思考讨论：1.实验过程中，为什么要把滑块放到气垫导轨上？2.实验过程中，为什么要调节调平螺丝，让开始时的滑块静止？新课引入冰壶比赛新课引入思考讨论：1.冰壶比赛中，为什么要在冰面上和用冰壶刷不断的摩擦冰面？是否与气垫导轨有类似的作用？2.对于冰壶的这种碰撞是否也有与两个滑块碰撞时类似的结论？3.我们应该怎样证明以上结论呢？新课引入相互作用的两个物体的动量改变01动量守恒定律02学习目标本节课学习内容动量守恒定律的普适性03

ABm2m1m2m1m2m1

AB光滑F1F21.用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）一、相互作用的两个物体的动量改变对m2：由动量定理得：对m1：由牛顿第三定律得：新课讲授推导结果：新课讲授结论：1.两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和；2.该关系式对过程中的任意两个时刻的状态都适用。思考与讨论：

我们刚才利用动量定理和牛顿第三定律推导出以上结论，我们知道物理知识具有传承性，那么我们是否可利用牛顿运动定律的知识也能推导出以上结论呢？

ABm2m1m2m1m2m1

AB光滑F1F22.用牛顿运动定律推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）一、相互作用的两个物体的动量改变新课讲授由牛顿第二定律得：对m2：对m1：由牛顿第三定律得：推导结果：m2m1系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个系统内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力外力：外部其他物体对系统的作用力N1G1N2G2F2F1系统内力外力新课讲授思考与讨论：1.我们研究的对象是几个物体，它们各自的受力情况又是怎样的？新课讲授思考与讨论：2.结合着我们对第一节课的实验演示、冰壶比赛提出的问题和刚才我们推导的情景，你是否可以找到两个物体碰撞前后总动量保持不变的条件？两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为零的情况下动量守恒。如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。1.内容：2.公式：二、动量守恒定律(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'(2)m1∆v1=-m2∆v2新课讲授3.条件：(1)系统不受外力；(理想条件)(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)思考与讨论：如图所示，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻弹簧。（1）烧断细绳后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们获得了动量，它们的总动量是否增加了？（2）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，右边小车获得了动量，那么它们的总动量是否守恒？（3）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，当弹簧恢复原长时，松开左边小车，哪个过程它们的总动量不守恒，哪个过程它们的总动量守恒？新课讲授例题1:在列车编组站里，一辆m1=1.8×104kg

的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2×104kg的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。（1）本题中相互作用的系统是什么？（2）分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条件？地面摩擦力和空气阻力远小于内力动量守恒

m1m2系统N1N2F2内力外力F1G1G2分析：新课讲授

m1m2x0解：沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有v1=2

m/s

设两车结合后的速度为v。两车碰撞前的总动量为：两车碰撞后的总动量为：由动量守恒定律可得：所以代入数值，得：v=0.9m/s，方向向右。

新课讲授例题2:

一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1

。求炸裂后另一块的速度v2。解：火箭炸裂前的总动量为：火箭炸裂后的总动量为：根据动量守恒定律可得：解得：x0

m1m2v新课讲授①找：找研究对象(系统包括那几个物体)和研究过程；②析：进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；③定：规定正方向，确定初末状态动量正负号，画好分析图；④列：由动量守恒定律列方程；⑤算：合理进行运算，得出最后的结果，并对结果进行分析。（1）应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法：新课讲授总结：（2）通过例题1和例题2，我们发现当内力远小于外力时，我们仍然可以利用动量守恒定律处理问题。为什么小车和摆球组成的系统只在水平方向上动量守恒？新课讲授观察与思考：动量守恒的条件总结：二、动量守恒定律(1)系统不受外力；(理想条件)(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）(4)系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒.(单向条件)新课讲授三、动量守恒定律的普适性生活场景的应用速滑接力比赛斯诺克比赛冰壶比赛新课讲授三、动量守恒定律的普适性高速微观领域的应用正负电子对撞实验宇宙大爆炸原子核裂变反应新课讲授1.动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关。2.动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。3.动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。三、动量守恒定律的普适性牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。这些领域，牛顿运动定律不再适用。新课讲授课堂小结动量守恒定律（2）公式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'；m1∆v1=-m2∆v2（3）条件（1）内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变①系统不受外力；②系统受到外力，但外力的合力为零；③系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力；④在某一方向上不受外力或合外力为零或内力远大于外力。1．下列说法正确的是（）A．系统所受合外力不为零，动量也可能守恒B．物体合外力做功为零，则动量一定守恒C．系统动量守恒，则机械能一定守恒D．系统机械能守恒，则动量一定守恒A课堂练习【答案】A【详解】A．系统所受合外力不为零，动量也可能守恒。如碰撞、爆炸，内力远远大于外力，动量近似守恒。A正确；B．物体合外力做功为零，不是动量守恒的条件，故动量不一定守恒。如匀速圆周运动，合外力做功为零，但是动量不守恒，B错误；C．动量守恒与机械能守恒的条件不同，系统动量守恒，机械能不一定守恒。如完全非弹性碰撞，动量守恒，机械能不守恒，C错误；D．动量守恒与机械能守恒的条件不同，系统机械能守恒，动量不一定守恒。如自由落体运动，机械能守恒，动量不守恒，D错误。故选A。课堂练习2．如图所示，木块A和木块B用一根轻质弹簧连在一起静置于光滑水平地面上。某时刻木块A获得一瞬时速度，在弹簧压缩过程中，关于木块A、木块B构成的系统（不包含弹簧），下列说法正确的是（）A．系统动量守恒，机械能守恒B．系统动量守恒，机械能不守恒C．系统动量不守恒，机械能守恒D．系统动量不守恒，机械能不守恒B课堂练习课堂练习【答案】B【详解】系统外力之和为零，动量守恒；弹簧弹性势能增加，木块A、木块B构成的系统机械能减少，机械能不守恒；故选B。3．把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时(子弹尚未离开枪筒)，关于枪、子弹、车，下列说法正确的是（）A．枪和子弹组成的系统，动量守恒B．枪和车组成的系统，动量守恒C．因为子弹和枪筒之间的摩擦力很大，使三者组成的系统的动量变化很大，故系统动量不守恒D．三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零D课堂练习课堂练习【答案】D【详解】AB．物体（系统）所受合外力为零时或内力远大于外力时，动量守恒。枪和子弹组成的系统，小车对枪由力的作用；枪和车组成的系统，子弹对枪有力的作用；动量不守恒，AB错误；C．子弹和枪筒之间的摩擦力很大，是内力，三者组成的系统的合外力为零，动量守恒，C错误；D．因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零，三者组成的系统，动量守恒，D正确。故选D。4．如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一小球从距A点正上方高R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出。不计一切摩擦。在小球与小车相互作用过程中（）A．小车的动量守恒 B．小球和小车的总动量守恒C．小球和小车在竖直方向上动量守恒 D．小球和小车在水平方向上动量守恒D课堂练习课堂练习【答案】D【详解】在小球与小车相互作用过程中，小车受到的合外力不为零，小车动量不守恒；把小球及小车看作一个系统，因为小球受到重力的作用，使得该系统在竖直方向上受到的合力不为零，而水平方向上满足只受内力，不受外力的作用，所以，系统竖直方向上动量不守恒，水平方向上动量守恒，故选D。5．一只小船质量为M，船上人的质量为m，船原来以速度v0行驶，当船上的人以相对地面的水平速度v0与船行反方向跳离船时，不计水的阻力，则船的速度大小变为（）A．v0

B． C． D．D课堂练习课堂练习【答案】D【详解】当船上的人以相对地面的水平速度v0与船行反方向跳离船时，小船和人组成的系统动量守恒，以小船原来的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得:解得:故D正确，ABC错误。故选D。6．在光滑的水平面上，一个质量为2kg的物体A与另一物体B发生正碰，碰撞时间不计，两物体的位置随时间变化规律如图所示，以A物体碰前速度方向为正方向，下列说法正确的是（）A．碰撞后A的动量为6kg﹒m/sB．碰撞后A的动量为2kg﹒m/sC．