高中物理动量 动量守恒定律选修

1、第二节 动量 动量守恒定律,在物理学中什么叫动量？它的单位是什么？你是怎样理解动量这个概念？,是状态量。,一、动量,1、概念：,在物理学中，物体的质量m和速度v的乘积叫做动量。,2、定义式：,p= m v,3、单位：,千克米每秒，符号是kg m/s,4、对动量的理解：,（2）瞬时性,（1）矢量性,运算遵循平行四边形定则,（3）相对性,物体的动量与参照物的选择有关,阅读教材回答下列问题,讨论一下动量和动能的关系,1.动量和动能都是描述物体运动过程中某一时刻的状态,2.动量是矢量，动能是标量,动量发生变化时，动能不一定发生变化，动能发生变化时，动量一定发生变化,3.定量关系,动量发生变化,速度大小

2、改变方向不变,速度大小不变方向改变,速度大小和方向都改变,动能改变,动能改变,动能不变,试讨论以下几种运动的动量变化情况。,物体做匀速直线运动,物体做自由落体运动,物体做平抛运动,物体做匀速圆周运动,动量大小、方向均不变,动量方向不变，大小随时间推移而增大,动量方向时刻改变，大小随时间推移而增大,动量方向时刻改变，大小不变,二、动量的变化 1.定义：物体的末动量与初动量之矢量差叫做物体动量的变化. 2.表达式：P=mv. 说明： 动量的变化等于末状态动量减初状态的动量，其方向与v的方向相同. 动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量.,例1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运

3、动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？,3.冲量：物体受到的_与_的乘积叫做这 个力的冲量单位为 Ns，是一个矢量，用符号 I 表示，即 I Ft.冲量的方向就是力的方向,力,这个力的作用时间,4.动量定理：合外力的冲量等于系统的动量变化量表达,式为 Ftmvtmv0.,冲量的方向和动量变化量的方向是同一个方向，也是力 的方向(或是加速度的方向)，冲量的方向与动量的方向不一定 相同(相同、相反，或是成某一个角度),求某一个力的冲量有两种方法：一是用冲量的定义式,IFt；二是用动量定理 Imvt m

4、v0.,5. 动量定理的应用 对动量定理的理解,a动量定理给出了状态量动量 p 和过程量冲量 I 之间的关 系，在合外力为恒力的情况下，用冲量pFt 来求物体的动量 变化量比较方便；在合外力为变力的情况下，用动量变化量的,定义式pmvtmv0 来求物体的动量变化量较为方便 b动量定理的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物 体组成的系统由于系统内力的总冲量一定是零，不会改变系 统的总动量，所以对一个系统而言，“合外力的冲量等于系统 的动量变化”仍然成立,c如果物体的运动分为几个阶段，既可以分阶段用动量定 理，也可以对全过程用动量定理对全过程而言，把各个阶段 的冲量分别计算出来，再求其矢量和，即

5、为物体受到的总冲量 d对竖直方向的打击和碰撞问题，合外力应该是撞击力和 重力的合力，不能随意忽略重力只有在作用时间极短，撞击 力远大于重力时，重力才可以忽略不计,(5)Ft 图象中面积的物理意义,Ft 图象中的面积代表这个力的冲量无论力是恒力还是 变力，当这个力为合外力时，Ft 图象中的面积始终代表物体 受到的冲量，等于物体的动量变化量,mvtmv0,【例2】人从高处跳到低处时，为了安全，一般都让脚尖,先着地，这样做是为了(,),C,A减小冲量 B减小动量的变化量 C增大与地面的作用时间，从而减小冲力 D增大人对地面的压强，起到安全作用,解析：根据动量定理，F,t,，脚尖先着地，增加了,脚与地

6、面的作用时间，在动量变化量一定的情况下，脚与地面 的作用力变小，起到保护作用,1、动量守恒定律的推导,在光滑的水平地面上，有质量为m1、m2的两小球A、B 它们分别以速度v1、v2同向运动，且v1v2。当A追上B 时，它们发生碰撞，碰撞后两球的速度发生了变化， A、B分别以速度 沿着原方向运动。,对于A球：,对于B球：,由牛顿第三定律得：F1=-F2,所以有：,三、动量守恒定律,2、内容 一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律.,3、表达式： 对于由两个物体组成的系统，动量守恒定律的表达式为 m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/2,4动量守

7、恒定律的常用表达式 (1)pp或m1v1m2v2m1v1m2v2(系统作用前的总动量等于作用后的总动量) (2)p1P2或m1v1m2v2(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)p0(系统总动量的变化量为零),5、动量守恒的条件 动量守恒定律成立的条件是：系统不受外力或者所受外力之和为零. 在具体应用中分如下几种情况： 系统不受外力； 系统受外力，但外力的矢量和为零； 系统所受外力之和不为零，但系统内物体间相互作用的内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒； 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

8、一方向上动量守恒.,6动量守恒定律的“五性” (1)矢量性：定律的表达式是一个矢量式，其矢量性表现在：系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等，而且方向也相同 在求初、末状态系统的总动量pp1p2和pp1p2时，要按矢量运算法则计算如果各物体动量的方向在同一直线上，要选取一正方向，将矢量运算转化为代数运算计算时切不可丢掉表示方向的正、负号,(2)相对性：动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量，必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为对地的速度 (3)条件性：动量守恒定律是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足守恒条件 系统不受外力或所受外力的矢量和为零，系统的动量守恒 系统受外力

9、，但在某一方向上合外力为零，则系统在这一方向上动量守恒,系统受外力，但内力远大于外力，也可认为系统的动量守恒，如碰撞、爆炸等 系统受外力，但在某一方向上内力远大于外力，也可认为在这一方向上系统的动量守恒 (4)同时性：动量守恒定律中p1，p2，必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1，p2，必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量,(5)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统 7应用动量守恒定律的解题步骤 (1)确定相互作用的系统为研究对象 (2)分析研究对象所受的外力 (3)判断系统

10、是否符合动量守恒条件 (4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号 (5)根据动量守恒定律列式求解,小结,动量守恒定律,基本概念,动量守恒定律,系统：由相互作用的物体组成 内力：系统中各物体间的相互作用力 外力：外部其他物体对系统的作用力,内容：一个系统不受外力或外力之和为 零, 系统的总动量保持不变. 表达式： 条件: 系统不受外力或所受外力之和为零,1. 小到微观粒子，大到天体 2. 不仅适用于低速运动，也 适用于高速运动,适应范围：,例3、如图，木块和弹簧相连放在光滑的水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，之后木块将弹簧压缩，关于子弹和木块组成的系统，下列说法

11、中正确的是（ ） A从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中，系统动量守恒 B子弹射入木块的过程中，系统动量守恒 C木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒 D上述任何一个过程动量均不守恒,B,【例4】如图 113 所示的装置中，木块 B 与水平桌面 间的接触面是光滑的，子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块 内，将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为 研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩,至最短的整个过程中(,) 图 113,A动量守恒、机械能守恒,B动量不守恒、机械能不守恒 C动量守恒、机械能不守恒 D动量不守恒、机械能守恒,解析：若以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，