1.3动量守恒定律（第一课时）课件（24张PPT）

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为什么会出现视频里面的现象，又该如何解释呢？
第一章 动量守恒定律
1.3：动量守恒定律
（第一课时）
第1节中，两辆小车碰撞，碰撞前后两辆小车的动量之和不变的结论。对于冰壶等物体的碰撞也是这样么？这是一个普遍的规律么？
知识回顾
F·Δt= mv' – mv0=Δp
思考：若用动量定理分别研究两个相互作用的物体，会有新收获么？
F
v0
v'
F
m1
m2
单个物体受力与动量变化量之间的关系
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：我们把两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫做一个力学系统。系统可按解决问题的需要灵活选取。
内力：系统中物体间的相互作用力叫做内力。
外力：系统以外的物体施加给系统内任何一个物体的力，叫做外力。
设置物理情景：在光滑水平面上做匀速运动的两个物体A、B，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1、v2，且v2>v1。当B追上了A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别为v1′和v2′。
B
v2
m2
A
v1
m1
相互作用的两个物体的动量改变
思考：若要研究碰撞前后两物体的动量之和，该如何分析？
问题1：（研究对象）我们需要研究A物体、B物体还是系统？
B
v2
m2
A
v1
m1
B
v2'
m2
A
v1'
m1
碰撞过程
F1
F2
m2
m1
问题2：（研究过程）我们研究的是碰前、碰撞过程还是碰后阶段？
相互作用的两个物体的动量改变
系统
碰撞过程
B
v2
m2
A
v1
m1
B
v2'
m2
A
v1'
m1
碰撞过程
F1
F2
m2
m1
问题3：（受力分析）碰撞过程物体A、B受到哪些力的冲量？
问题4：规定初速度方向为正方向，结合牛顿第三定律与动量定理，求出两个物体动量变化的表达式，比较物体A、B碰撞前后的动量之和。
相互作用的两个物体的动量改变
F2
F1
m2
m1
G1
N1
N2
G2
B
v2
m2
A
v1
m1
B
v2'
m2
A
v1'
m1
碰撞过程
对A应用动量定理：
对B应用动量定理：
根据牛顿第三定律：
得
两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。
F1
F2
m2
m1
相互作用的两个物体的动量改变
m2
m1
思考：这两个物体碰撞前后动量和不变，碰撞时受力情况是怎样？
B
v2
m2
A
v1
m1
B
v2'
m2
A
v1'
m1
F1
F2
碰撞过程
m2
m1
F1
F2
N1
G1
N2
G2
两个碰撞物体外部作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。
系统
相互作用的两个物体的动量改变
思考：A、B看成系统，哪些力是外力？
矢量和为零
G2、N2、G1、N1
思考：A、B看成系统，外力矢量和是多少？
动量守恒定律
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.表达式：
（3）Δp＝0
(系统总动量的变化量为零)
动量守恒定律
（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)
(1) 理想条件：系统内的任何物体都不受外力作用，如星球或微观粒子的碰撞等。
(2) 实际条件：系统虽然受到外力，但是系统所受外力的矢量和为零。如物体在水平或者竖直方向的匀速直线运动等。
动量守恒定律
3.适用条件：
(3) 近似条件：系统所受合力不为零，但系统内力远大于外力。如汽车碰撞或者炮弹爆炸瞬间。
(4) 单向条件：系统在某一方向上合力为0，则该方向动量守恒。
动量守恒定律
3.适用条件：
动量守恒定律
思考：在光滑水平面上有两个载有磁铁的相向运动的小车，两小车组成的系统动量守恒吗？
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。
动量守恒定律
思考：
系统所受的外力有：重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量不守恒。
斜面置于光滑水平面上，木块沿光滑斜面滑下，则木块与斜面组成的系统受到几个作用力？哪些力是内力？哪些是外力？系统动量守恒吗？
竖直方向失重：N<(M+m)g 系统动量不守恒。
N
Mg
mg
N1
N’1
某个方向的系统动量守恒
动量守恒定律
思考：
思考：在物块下滑的过程中系统水平方向动量守恒吗？
系统水平方向动量守恒
　　 如图，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻质弹簧。烧断线后，由于弹力作用，两辆小车分别向左、右运动，两小车与弹簧组成的系统动量是否守恒？
思考与讨论
两小车在运动过程中，弹簧弹力属于内力，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。
　　 如图，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻质弹簧。烧断线后，由于弹力作用，两辆小车分别向左、右运动。
思考与讨论
两小车分别向左、右运动，他们获得了动量，但两小车的动量方向相反，动量的矢量和仍然为0
疑问：两辆小车分别向左、右运动，它们都获得了动量，它们的总动量不是增加了吗，怎么会守恒呢？
矢量性：动量守恒表达式是一个矢量表达式，对于作用前后的运动方向都在同一直线上的问题,应选取统一的正方向。
瞬时性：动量是一个状态量，动量守恒指的是任意时刻的动量相同。 列方程时,应是作用前(或某一时刻)系统的动量和等于作用后(或另一时刻)系统的动量和。
相对性：定律中的速度都是相对于同一参考系的,一般以地球为参考系。
普适性：不仅适用于低速宏观的系统,也适用于高速(接近光速)、微观(小到分子、原子的尺度)的系统。
4.理解
动量守恒定律
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
课堂练习
【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。
实验验证
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