动量守恒定律+高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.科学态度与责任:核心素养1.物理观念:(1)通过实验和理论推导，理解动量守恒定律，能用其解决生活生产中的有关现象．(2)了解内力、外力的概念，理解动量守恒的条件、动量守恒定律的确切含义及表达式．2.科学思维:知道动量守恒定律的普适性和牛顿运动定律的适用范围和局限性体会用动量守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐统一．第1页普通高中物理选择性必修第一册

第一章动量守恒定律

1.3动量守恒定律第2页知识回顾1、牛顿第三定律相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。内容：表达式：F1=-F22、动量定理物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化量内容：表达式：第3页思考与讨论在冰壶比赛中，一只冰壶撞击另一只冰壶1.如何建立该过程的物理模型2.碰后，两只冰壶的运动状态都将发生变化，这种碰撞类运动有什么规律？第4页

如图，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物

体A、B，质量分别是

m1和

m2，沿同一直线向同一方向运

动，速度分别是

v1

和

v2，v1＞

v2。当A追上B时发生碰撞。

碰撞后A、B的速度分别是

v1′和

v2′。碰撞过程中A所受B对它的作用力是

F1

，B所受A对它的作用力是

F2

。碰

撞时，两物体之间力的作用时间很短，用Δt

表示。创设情境：第5页Av1Bv2m1m2Av2′Bv1′A碰前碰时碰后F1BF2模型建立第6页对于冰壶等物体的碰撞也是这样么？怎样证明这一结论？这是一个普遍的规律么？第一节中我们通过分析一辆小车碰撞一辆静止小车，得出碰撞前后两辆小车的动量之和不变的结论。第7页F·Δt=

mv'–mv0=Δp接下来我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系第8页探究规律问题1：碰撞过程中，两小球各受到哪些力的作用ABABv1v2v1′v2′m1m1m2m2AB碰前碰后GAN1F1GBN2F2第9页ABABv1v2v1′v2′m1m1m2m2AB碰前碰后GAN1F1GBN2F2问题2：该模型中两小球组成的系统所受的外力之和为多少？一.相关概念：（1）系统：物理学中，把有相互作用的

组成的整体称为系统。（2）内力：系统

物体间的相互作用力。（3）外力：系统

的物体对系统

的物体的作用力。两个或多个物体内部以外以内注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。系统系统所受的外力之和为零F1和F2GA,GB,N1,N2第10页问题3：两个小球相撞后，它们的动量是否变化？动量改变的原因是什么？两个小球相撞后，它们的各自的动量都发生改变，因为受到对方的冲量。碰后第11页问题4：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？碰后对A：对B：根据牛顿第三定律：p′1+p′2=p1+

p2取向右为正方向两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和第12页二.动量守恒定律1.内容：理论和实验都表明,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(P13)2.表达式：（1）p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(系统作用前的总动量等于作用后的总动量)．（2）Δp1＝－Δp2或m1Δv1＝－m2Δv2(系统内一个物体的动量变化与另一物体的动量变化等大反向)（3）Δp＝0(系统总动量的变化量为零)第13页1）、系统不受外力2）、系统所受外力矢量和为零3）、系统内力远大于外力4）、系统在某一方向上合外力为零，则该方向上系统动量守恒。（具备其中之一）3、守恒条件:4、适用范围:(P16）适用于宏观物体，也适用于微观物体；适用于低速物体，也适用于高速物体。5.特点：1).矢量性2).系统性3).瞬时性4).普适性近似条件理想条件实际条件特殊条件第14页三、动量守恒定律的应用1、对守恒条件的理解试分析下列过程中系统的动量是否守恒A、光滑水平地面上有两个物块，它们之间的有一根被压缩的轻质弹簧，在弹簧弹开的过程中。守恒B、粗糙水平地面上有两个质量相同的物块，它们之间的有一根被压缩的轻质弹簧，动摩擦因数μ相同，在弹簧弹开的过程中。守恒C、B中两物体质量不同，在弹簧弹开的过程中。不守恒第15页D、一枚炸弹在空中爆炸分裂成两块。守恒E、光滑水平面上有一静止的表面光滑的斜面，物块在斜面上下滑的过程中。水平方向守恒，竖直方向不守恒第16页2.用动量守恒分析计算例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．（P14)1）、碰撞模型——作用时间极短，内力远大于外力，运动状态变化很快，可认为是在原位置发生。第17页审题指导③本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态分别是什么？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？碰撞前、后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第18页【解析】以碰前货车的运动方向为正方向，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：=0.9m/s

第19页例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。（P15)火箭炸裂前的总动量为炸裂后的总动量为根据动量守恒定律可得：【解析】以v的方向为正

m1m-m1v2解得：2、爆炸模型——作用时间极短，内力远大于外力，运动状态变化很快，可认为是在原位置发生。若m=14kg，m1=4kg，v的大小为900m/s，v1的大小为300m/s，则v2的大小为多少？

1700m/s第20页3、单一方向上动量守恒——系统所有外力之和不为零，但在某一方向上所有合外力为零，则该方向上动量守恒。例3、质量为M的砂车，沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从砂车上方竖直向下落入一个质量为m的大铁球，如图，则铁球落入砂车后，砂车与小球的速度？

第21页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；4).列：由动量守恒定律列方程；5).解：解方程，得出最后的结果，并对结果进行分析。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。3.方法小结第22页本节小结第23页应用动量守恒定律解题“三步曲”确定系统，受力分析,判断动量是否守恒；规定正方向，确定初、末动量；根据动量守恒定律列式求解。010203第24页1.如图，A、B两物体质量之比为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，则下列说法正确的是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课堂练习第25页2（多选）关于动量守恒的条件，下面说法正确的是(

)A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒B．只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒C．系统加速度为零，系统动量一定守恒D．只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒动量守恒动量守恒【正确答案】BC第26页

在连续的敲打下，平板车会怎样运动呢？思考与讨论第27页3.如图所示，在光滑的水平面上，一个人站在平板车上用锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤都静止。下列说法正确的是（）A．在连续敲打的过程中，小车始终保持静止B．人、车和锤组成的系统机械能守恒C．人、车和锤组成的系统动量守恒D．若地面足够粗糙，连续敲打可使小车向右运动【正确答案】D第28页4.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（）A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统机械能守恒C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒D．a离开墙壁后，a和b、弹簧组成的系统机械能不守恒【正确答案】C第29页5.如图所示，质量m=120kg的小船静止在平静水面上，船两端分别载着质量为m甲=60kg和m乙=80kg的甲、乙两位游泳者。在同一水平线上，甲向左、乙向右相对于河岸同时以速度大小v1、v2跃入水中。若甲、乙跃入水中后，小船仍然静止，则v1/v2等于（）A．4/3B．3/4C．2/3D．3/2第30页

两个人的速度之间有怎样的关系呢？思考与讨论P16T13.质量是10g的子弹，以300m/s的速度射入质量是24g、静止在光滑水平桌面上的木块。(P14L3)（1）如果子弹留在木块中，木块运动的速度是多大？（2）如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大？a、木块未被击穿mMb、木块被击穿mV1M备用

把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、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．枪、弹、车三者组成的系统动量守恒D．枪、弹、车三者组成的系统，因枪和子弹间有摩擦力,故动量不守恒C5.质量为m的小球A静止于光滑的水平面上，另一个质量为M的小球B以大小为v0的速度向右运动与球A发生正碰，假设碰撞两球以同一速度共同运动，求这个速度多大。ABv06．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