1.3动量守恒定律课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

第3节动量守恒定律新人教版选择性必修一第一章动量守恒定律

两个人的速度之间有怎样的关系呢？

在连续的敲打下，平板车会怎样运动呢？思考与讨论两个物体

碰撞后，A、B小球各自动量有没有变化？

碰撞后，A、B小球的总动量是否发生变化？思考1碰前碰后v1v2v1′v2′m1m1m2m2ABABN1N2G1G2FF′系统外力内力系统：有相互作用的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一、系统、内力、外力思考2：

设光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1>v2，经过一段时间后，m1追上了m2两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1′和v2′。碰撞过程中第一个球所受第二个球对它的作用力是F1,第二个球所受第一个球对它的作用力是F2,试用牛顿定律分析两个小球的碰撞。v1v2v1′v2′m1m1m2m2(1)碰撞过程中每个小球所受到的合力及其相应动量的变化?(2)两个小球在碰撞过程中所受到的平均作用力F1和F2有什么关系？(3)推导出碰撞前后动量守恒的表达式。

二动量守恒定律1.推导碰前：v1、v2碰后：v1'、v2'碰撞中：

m2对m1

的力为F1

m1对m2

的力为F2牛二定律：牛三定律：F1=-F2m1a1=-m2a2碰撞时间很短m1m2F1F2v1v2v1′v2′m1m1m2m2v1v2v1′v2′m1m1m2m2N1N2G1G2F1F2对m1：F1t=m1v′1-m1v1对m2：F2t

=m2v′2-m2v2由牛顿第三定律得-F1=F2-F1t

=m2v2-

m2v′2=F2tm1v′1+m2v′2=m1v1+m2v2p′1+p′2=p1+

p2结论：以向右为正方向用动量定理推导2.内容：如果一个系统不受力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变.p1=p2

或m1v1

+m2v2=m1v1'+m2v2'4.守恒条件：（具备下列条件之一，动量就守恒）1）系统不受外力（理想化）：宇宙中两星球碰撞、微观粒子碰撞2）系统所受合外力为0（实际条件）m1v1m2v2地面光滑v1>v23.表达式：3）系统在某一方向上不受外力或合外力为0，则系统在该方向上动量守恒.4）系统内力远大于外力或者某一方向上内力远大于外力.爆炸瞬间内力远远大于重力，动量守恒地面光滑(mA+mB)gN水平方向上动量守恒地面粗糙(mA+mB)gNf动量不守恒ABB沿斜面下滑判断系统动量是否守恒

炮弹与炮身之间的内力远远大于摩擦力f，可以忽略不计，所以水平方向上动量守恒。fmgN炮弹发射过程例1地面光滑(mA+mB)gN地面粗糙(mA+mB)gNfBfAfA=fB：合外力为零，动量守恒fA≠fB：合外力不为零，动量不守恒合外力为零，动量守恒ABA、B之间连接着压缩的轻质弹簧，松开弹簧的过程中，动量是否守恒？例21.确定研究对象(系统),区分内力和外力.从而判断所选择的系统动量是否守恒.2.在系统总动量一定(守恒)的情况下,系统中每个物体的动量可以发生很大的变化.题型一：定性判断例2.下列四幅图所反映的物理过程中，动量守恒的是()AC解析：A图中子弹和木块组成的系统在水平方向上不受外力，竖直方向所受合力为零，该系统动量守恒；B图中在弹簧恢复原长的过程中，系统在水平方向上始终受墙的作用力，系统动量不守恒；C图中木球与铁球组成的系统所受合力为零，系统动量守恒；D图中木块下滑过程中，斜面体始终受到挡板的作用力，系统动量不守恒．B

A

例3.⑴图甲中，斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则在A下滑的过程中AB组成的系统动量守恒吗？⑵图乙中，小车B置于光滑水平面上，小球A沿粗糙的圆弧面滑下，则AB组成的系统动量守恒吗？甲乙系统动量不守恒，水平方向动量守恒例4.一辆平板车停止在光滑水平面上，车上一人用大锤敲打车的左端，如下图所示，在锤的连续敲打下，这辆平板车将(

)A、左右来回运动B、向左运动C、向右运动D、静止不动A解析对人、铁锤和平板车组成的系统，系统外力之和为0，系统总动量守恒。当锤头打下去时，锤头向右运动，车就向左运动；举起锤头，锤头向左运动，车就向右运动；连续敲击时，车就左右运动；一旦锤头不动，车就会停下。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的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度。分析：1.研究对象：3.是否守恒：2.受力分析：两辆货车组成的系统重力、摩擦力，相互碰撞产生的力水平方向因碰撞产生的内力远远大于摩擦力这个外力，所以水平方向上动量守恒.解：两货车组成的系统动量守恒碰前总动量m1v1（m1+m2）v碰后总动量=得碰后仍然向右运动例1题型二：定量计算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.分析：1.研究对象：3.是否守恒：2.受力分析：火箭重力、炸裂时的内力所受外力和不为零，但内力远远大于重力，动量守恒解：火箭炸裂前后动量守恒炸前总动量mvm1v1+（m-m1）v2炸后总动量=得例25.动量守恒定律的适用范围1）适用于低速运动问题，也适用于高速运动问题.2）适用于宏观物体，也适用于微观粒子.6.应用注意2）同一性：即所用速度都是相对同一参考系.1）矢量性：动量守恒定律表达式时矢量式，列方程前规定正方向.3）瞬时性：若系统动量守恒，则不仅初、末状态动量守恒，其间过程的每一时刻动量都是守恒的.普适性（4）.动量守恒定律的普适性1.运用动量守恒定律比牛顿运动定律处理问题更加简化。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.动量守恒定律比牛顿运动定律适用范围更加广泛。

在高速、微观领域，牛顿运动定律不再适用，而动量守恒定律仍然正确。思考与讨论如图所示，一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45˚，碰后被斜着弹出，弹出的角度也是45˚，速度仍为2m/s。请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向。p=0.4kg•m/sp´=0.4kg•m/s∆p=0.56kg•m/s课堂小结一.概念系统内力外力二.动量守恒定律1.内容2.表达式3.守恒条件4.适用范围5.应用注意例7.一门旧式大炮在光滑的平直轨道上以v0=5m/s的速度匀速前进，炮身质量为M=1000kg，现将一质量为m=25kg的炮弹，以相对炮身的速度大小u=600m/s与v0反向水平射出，求射出炮弹后炮身的速度v/.相对同一参考系v´=19.6m/s向左例3．质量为1kg的物体在距地面高5m处由静止自由下落，正落在以5m/s速度沿光滑水平面匀速行驶的装有沙子的小车中，车与沙子的总质量为4kg，当物体与小车相对静止后，小车速度为(

)A．3m/s

B．4m/sC．5m/sD．6m/s分析：物体和小车相互作用过程中，水平方向不受外力。动量守恒。解：设物体和小车相对静止时共同速度为v0作用前物体无水平速度。由动量守恒定律得：P总=P总/.

Mv0+0=(M+m)v解得

v=4m/sb题型三.某一方向动量守恒的计算：变形1.如图所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着，恰位于槽的边缘处，如将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为(

)A．0B．向左C．向右 D．无法确定分析：1.球、槽系统竖直方向受重力作用与支持力不平衡，合外力不

为0，动量不守恒。2.水平方向不受外力，动量守恒。3.球滑到最高点即小球无竖直速度，与圆槽有共同水平速度.A题型三.某一方向动量守恒的计算：动量守恒定律与牛顿运动定律的比较牛顿运动定律动量守恒定律研究对象某个物体,而且涉及整个过程的力由两个或两个以上物体所组成的相互作用系统,且只涉及过程始末两个状态,与过程中的细节无关。适用范围仅限于宏观、低速领域到目前为止物理学研究的一切领域物体之间的相互作用“力”的角度“动”的角度联系(1)动量守恒定律与牛顿第二定律在形式上可以相互导出；

(2)本质上二者都是经典力学的基本规律,在经典力学中都占有重要地位,不过动量守恒定律更具有普遍意义动量守恒定律与机械能守恒定律的比较机械能守恒定律动量守恒定律研究对象相互作用的物体组成的系统相互作用的物体组成的系统守恒条件只有重力或弹力做功的物体系统内,其他力不做功系统不受外力或所受外力的合力等于零守恒性质标量守恒(不考虑方向性)矢量守恒(规定正方向)适用范围仅限于宏观、低速领域到目前为止物理学研究的一切领域联系动量守恒定律和机械能守恒定律虽然可以运用理论推导出来,但重要的是它们都可以用实验来验证,因此它们都是实验规律。注意

系统的动量守恒时,机械能不一定守恒;系统的机械能守恒时,其动量也不一定守恒.这是两个守恒定律的守恒条件不同而导致的必然结果。如各种爆炸、碰撞、反冲现象中,因F内>>F外,动量是守恒的,但很多情况下有内力做功,有其他形式的能量转化为机械能,而使机械能不守恒.新课讲授课堂小结选取研究对象，确定物理过程，受力分析并判断系统动量是否守恒选取正方向，确定动量守恒系统的作用前总动量和作用后总动量根据动量守恒定律列方程统一单位，代入数据，求解得结果，并对所求物理量方向进行说明。动量守恒定律1、概念：如果一个系统不受外力或受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。2、表达式：4、注意事项：取地球为参照物，规定正方向①不受外力或受外力矢量和为零。(理想条件)②系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒。(近似条件）③系统在某一方向上满足上述（a）或（b），则在

该方向上系统的总动量守恒。（单方向条件）3、成立条件：1.A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5kg，速度是9m/s,B的质量是2kg，速度是6m/s,.A从后面追上B，它们相互作用一段时间后，B的速度增大为10m/s，方向不变，这时A的速度是多大？方向如何？以上过程中除A、B两物体的相互作用力外，其他力可以忽略.解析：A、B系统动量守恒2.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，并留在木块中。子弹留在木块中后，木块运动的速度是多大？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？解析：子弹和木块组成的系统动量守恒3.A、B两个粒子都带正电，B的电荷量是A的2倍，B的质量是A的4倍.A以已知速度v向静止的B粒子飞去.由于库伦斥力，它们之间的叫缩短到某一极限值后又被弹开，然后各自以新的速度做匀速直线运动.设作用前后它们的轨迹都在同一直线上，请