高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 动量守恒定律优质课ppt课件
展开第一章 动量守恒定律第3节 动量守恒定律 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。FF·Δt= mv' – mv0=Δpv0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？m2动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系问题1：两个小球相撞后，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。问题2：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？一、相互作用的两个物体的动量改变m2m1光滑取向右为正方向对A：对B：根据牛顿第三定律：两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和一、相互作用的两个物体的动量改变 p′1+ p′2= p1+ p2m2m1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；系统内力外力问题3：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎样？两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。一、相互作用的两个物体的动量改变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。这就是动量守恒定律。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)二、动量守恒定律3.适用条件(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)在光滑水平面上有两个载有磁铁的相对运动的小车，两小车组成的系统动量守恒么？F1F2两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动量守恒。二、动量守恒定律3.适用条件二、动量守恒定律(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力（如碰撞、爆炸等），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)mmv1+(-Mv2)=0观看视频，感悟定律二、动量守恒定律【例题1】一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗。此时，火箭突然炸裂成两块(如图)，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】炸裂前，可以认为火箭是由质量m1和（m-m1）的两部分组成，火箭的炸裂过程可以看作炸裂的两部分相互作用的过程。在炸裂过程中，火箭受到重力的作用，所受合外力的矢量和不为0，但是所受的重力远小于爆炸时的作用力，所以可以近似认为系统满足动量守恒定律。二、动量守恒定律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【例题1】一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗。此时，火箭突然炸裂成两块(如图)，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。 二、动量守恒定律【例题2】在列车编组站里，一辆质量为1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以2 m/s 的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104 kg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。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系统内力外力二、动量守恒定律【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 。v1 = 2 m/s ，v2 = 0两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：= 0.9 m/s 【例题2】在列车编组站里，一辆质量为1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以2 m/s 的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104 kg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。二、动量守恒定律1.系统性：动量守恒定律是对一个物体系统而言的，具有系统的整体性，而对物体系统的一部分，动量守恒定律不一定适用。2.矢量性：选取正方向，与正方向同向的为正，与正方向反向的为负，方向未知的，设与正方向同向，结果为正时，方向即于正方向相同，否则，与正方向相反。3.瞬(同)时性: 动量是一个瞬时量，动量守恒是指系统任意瞬时动量恒定。方程左边是作用前某一时刻各物体的动量的和，方程右边是作用后某时刻系统各物体动量的和。不是同一时刻的动量不能相加。4.相对性：由于动量的大小与参照系的选择有关，因此在应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一参照物的。动量守恒定律的四性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。应用动量守恒定律解题的基本步骤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。动量守恒定律的普适性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。1.动量守恒定律不仅适用于正碰，也适用于斜碰；不仅适用于碰撞，也适用于任何形式的相互作用；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。课堂小结动量守恒【典例1】（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【典例2】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【典例3】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【典例4】如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为m（m
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