1.3动量守恒定律课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（25张PPT）
文档属性
| 名称 | 1.3动量守恒定律课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（25张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-21 23:04:09 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
1.3 动量守恒定律
第1章 动量守恒定律
复习回顾：
1、动量和冲量的概念
2、动量定理的内容和表达式
3、动量定理的推导过程
物理学中把质量和速度的乘积叫做物体的动量；力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量
动量定理：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量
一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力 F 的作用，做匀变速直线运动。在初始时刻，物体的速度为v，经过一段时间Δt，它的速度为v′
地面光滑，小球以V做匀速直线运动。
动量不变
发生碰撞后，小球反弹。
动量变化
引起小球动量变化的原因是什么？
发生碰撞
小球受到力的作用
对于单个物体，动量不变的条件是：
物体不受到力的作用，保持原来状态不变
一、相互作用的两个物体的动量改变
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，v2 ＞ v1。
当B 追上A 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。
物体A 动量的变化量等于它所受作用力F1 的冲量，即 F1Δt ＝ m1v1′－ m1v1；
物体B 动量的变化量等于它所受作用力F2 的冲量，即 F2Δt ＝ m2v2′－ m2v2
根据牛顿第三定律F1 ＝－ F2，两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1 与F2 大小相等、方向相反，故有
m1v1′－ m1v1 ＝ －（m2v2′－ m2v2） m1v1′＋ m2v2′＝ m1v1 ＋ m2v2
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
外力的矢量和为0
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
二、动量守恒定律
m1v1′＋ m2v2′＝ m1v1 ＋ m2v2
讨论：1、上式成立的条件应该怎么总结？
2、上式的物理意义是什么？
二、动量守恒定律
1、内容：如果一个系统不受外力或受到外力的矢量和为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：
Δp1= -Δp2
3、条件：不受外力或受到外力的矢量和为0
⑴系统不受外力；
⑵系统受到外力，但外力的矢量和为0 ；
具体表现为以下几种情况：
3、条件：不受外力或受到外力的矢量和为0
⑶系统所受外力矢量和不为0，但系统内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；
⑷系统在某一方向上不受外力或者所受外力矢量和为0，则这个方向上动量守恒
思考：二人在冰面上相推，它们的动量守恒吗？
判断下列过程系统的动量是否守恒:
A.如图(a)所示，光滑水平地面上有一大炮，斜向上发射一枚弹丸的过程；
B.如图(b)所示，粗糙水平面上有两个物体，压紧它们之间的一根轻弹簧，在弹簧弹开的过程中；
C.如图(c)所示，光滑水平面上有一斜面体，将另一物体从斜面的顶端释放，在物体下滑的过程中。
【例题】(多选)关于动量守恒的条件，下列说法正确的是 ( )
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
【答案】BC
【解析】动量守恒的条件是系统所受合外力为零，与系统内有无摩擦力无关，选项A错误、B正确．系统加速度为零时，根据牛顿第二定律可得系统所受合外力为零，所以此时系统动量守恒，选项C正确．系统合外力不为零时，在某方向上合外力可能为零，此时在该方向上系统动量守恒，选项D错误．
【练习】(多选)如图所示，A、B 两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上，木块C 以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行，最后停在B木块的右端，对此过程，下列叙述正确的是 ( )
A．当C在A上滑行时，A、C 组成的系统动量守恒
B．当C在B上滑行时，B、C 组成的系统动量守恒
C．无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C 三木块组成的系统动量都守恒
D．当C在B上滑行时，A、B、C 组成的系统动量不守恒
【答案】BC
【解析】当C 在A上滑行时，对A、C 组成的系统，B对A的作用力为外力，不等于0，故系统动量不守恒，选项A错误；当C 在B上滑行时，A、B 已经分离，对B、C 组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，选项B正确；若将A、B、C 三木块视为一系统，则沿水平方向无外力作用，系统动量守恒，选项C正确，D错误．
二、动量守恒定律
4．对动量守恒定律的理解
(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不仅仅是初、末两个状态的总动量相等．
(2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化．
(3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变．
（4）动量守恒定律的五个性质
①矢量性：动量守恒定律表达式是一个矢量式，系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等，方向也相同．求初、末状态系统的总动量时，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，要选取正方向，将矢量运算转化为代数运算．
②相对性：在动量守恒定律中，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参考系，各物体的速度通常均为对地的速度．
③条件性：动量守恒定律的成立是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足动量守恒条件．
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．
应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法
⑴分析题意，确定研究对象；
⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况，分清内力与外力,确定系统动量是否守恒；
⑶在确认动量守恒的前提下，确定所研究的相互作用过程的始末状态，规定正方向，确定始、末状态的动量值的表达式；
⑷列动量守恒方程；
⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向.
【练习】在光滑的桌面上有一辆质量为M=4kg的平板车，一个质量为m=1kg的木块紧贴在平板车的上表面，以水平速度10m/s滑到平板车上，最后木块和平板车以共同的速度移动，求这个共同的速度。
【练习】(多选)如图所示，A、B 两物体的质量比mA∶mB＝3∶2，它们原来静止在平板车C 上，A、B 间有一根被压缩了的弹簧，A、B 与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑．当弹簧突然释放后，若A、B 两物体分别向左、右运动，则有 ( )
A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C系统动量守恒
C．小车向左运动 D．小车向右运动
【答案】BC
【解析】弹簧释放后，C对A的摩擦力向右，大小为μmAg，C对B的摩擦力向左，大小为μmBg，所以A、B系统所受合外力方向向右，动量不守恒，A错误．由于力的作用是相互的，A对C的摩擦力向左，大小为μmAg，B对C的摩擦力向右，大小为μmBg，所以C所受合外力方向向左而向左运动，C正确，D错误．由于地面光滑，A、B、C系统所受合外力为零，动量守恒，B正确．
【练习】甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反的方向滑去．已知甲推乙之前两人的总动量为0，甲的质量为45 kg，乙的质量为50 kg.关于甲推乙后两人的动量和速率，下列说法正确的是 ( )
A．两人的总动量大于0 B．两人的总动量等于0
C．甲、乙两人的速率之比为1∶1
D．甲、乙两人的速率之比为9∶10
【答案】B
1．动量守恒定律的三种表达式
(1)p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′，大小相等，方向相同)．
(2)Δp1＝－Δp2或m1Δv1＝－m2Δv2(系统内一个物体的动量变化量与另一物体的动量变化量等大反向)．
(3)Δp＝p′－p＝0(系统总动量的变化量为零)．
知识总结
2．应用动量守恒定律的解题思路
本节结束，谢谢！
1.3 动量守恒定律
第1章 动量守恒定律
复习回顾：
1、动量和冲量的概念
2、动量定理的内容和表达式
3、动量定理的推导过程
物理学中把质量和速度的乘积叫做物体的动量；力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量
动量定理：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量
一个质量为m的物体在光滑的水平面上受到恒力 F 的作用，做匀变速直线运动。在初始时刻，物体的速度为v，经过一段时间Δt，它的速度为v′
地面光滑，小球以V做匀速直线运动。
动量不变
发生碰撞后，小球反弹。
动量变化
引起小球动量变化的原因是什么？
发生碰撞
小球受到力的作用
对于单个物体，动量不变的条件是：
物体不受到力的作用，保持原来状态不变
一、相互作用的两个物体的动量改变
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，v2 ＞ v1。
当B 追上A 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。
物体A 动量的变化量等于它所受作用力F1 的冲量，即 F1Δt ＝ m1v1′－ m1v1；
物体B 动量的变化量等于它所受作用力F2 的冲量，即 F2Δt ＝ m2v2′－ m2v2
根据牛顿第三定律F1 ＝－ F2，两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1 与F2 大小相等、方向相反，故有
m1v1′－ m1v1 ＝ －（m2v2′－ m2v2） m1v1′＋ m2v2′＝ m1v1 ＋ m2v2
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
外力的矢量和为0
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
二、动量守恒定律
m1v1′＋ m2v2′＝ m1v1 ＋ m2v2
讨论：1、上式成立的条件应该怎么总结？
2、上式的物理意义是什么？
二、动量守恒定律
1、内容：如果一个系统不受外力或受到外力的矢量和为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：
Δp1= -Δp2
3、条件：不受外力或受到外力的矢量和为0
⑴系统不受外力；
⑵系统受到外力，但外力的矢量和为0 ；
具体表现为以下几种情况：
3、条件：不受外力或受到外力的矢量和为0
⑶系统所受外力矢量和不为0，但系统内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；
⑷系统在某一方向上不受外力或者所受外力矢量和为0，则这个方向上动量守恒
思考：二人在冰面上相推，它们的动量守恒吗？
判断下列过程系统的动量是否守恒:
A.如图(a)所示，光滑水平地面上有一大炮，斜向上发射一枚弹丸的过程；
B.如图(b)所示，粗糙水平面上有两个物体，压紧它们之间的一根轻弹簧，在弹簧弹开的过程中；
C.如图(c)所示，光滑水平面上有一斜面体，将另一物体从斜面的顶端释放，在物体下滑的过程中。
【例题】(多选)关于动量守恒的条件，下列说法正确的是 ( )
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
【答案】BC
【解析】动量守恒的条件是系统所受合外力为零，与系统内有无摩擦力无关，选项A错误、B正确．系统加速度为零时，根据牛顿第二定律可得系统所受合外力为零，所以此时系统动量守恒，选项C正确．系统合外力不为零时，在某方向上合外力可能为零，此时在该方向上系统动量守恒，选项D错误．
【练习】(多选)如图所示，A、B 两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上，木块C 以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行，最后停在B木块的右端，对此过程，下列叙述正确的是 ( )
A．当C在A上滑行时，A、C 组成的系统动量守恒
B．当C在B上滑行时，B、C 组成的系统动量守恒
C．无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C 三木块组成的系统动量都守恒
D．当C在B上滑行时，A、B、C 组成的系统动量不守恒
【答案】BC
【解析】当C 在A上滑行时，对A、C 组成的系统，B对A的作用力为外力，不等于0，故系统动量不守恒，选项A错误；当C 在B上滑行时，A、B 已经分离，对B、C 组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，选项B正确；若将A、B、C 三木块视为一系统，则沿水平方向无外力作用，系统动量守恒，选项C正确，D错误．
二、动量守恒定律
4．对动量守恒定律的理解
(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不仅仅是初、末两个状态的总动量相等．
(2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化．
(3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变．
（4）动量守恒定律的五个性质
①矢量性：动量守恒定律表达式是一个矢量式，系统的总动量在相互作用前后不仅大小相等，方向也相同．求初、末状态系统的总动量时，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，要选取正方向，将矢量运算转化为代数运算．
②相对性：在动量守恒定律中，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参考系，各物体的速度通常均为对地的速度．
③条件性：动量守恒定律的成立是有条件的，应用时一定要首先判断系统是否满足动量守恒条件．
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．
应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法
⑴分析题意，确定研究对象；
⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况，分清内力与外力,确定系统动量是否守恒；
⑶在确认动量守恒的前提下，确定所研究的相互作用过程的始末状态，规定正方向，确定始、末状态的动量值的表达式；
⑷列动量守恒方程；
⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向.
【练习】在光滑的桌面上有一辆质量为M=4kg的平板车，一个质量为m=1kg的木块紧贴在平板车的上表面，以水平速度10m/s滑到平板车上，最后木块和平板车以共同的速度移动，求这个共同的速度。
【练习】(多选)如图所示，A、B 两物体的质量比mA∶mB＝3∶2，它们原来静止在平板车C 上，A、B 间有一根被压缩了的弹簧，A、B 与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑．当弹簧突然释放后，若A、B 两物体分别向左、右运动，则有 ( )
A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C系统动量守恒
C．小车向左运动 D．小车向右运动
【答案】BC
【解析】弹簧释放后，C对A的摩擦力向右，大小为μmAg，C对B的摩擦力向左，大小为μmBg，所以A、B系统所受合外力方向向右，动量不守恒，A错误．由于力的作用是相互的，A对C的摩擦力向左，大小为μmAg，B对C的摩擦力向右，大小为μmBg，所以C所受合外力方向向左而向左运动，C正确，D错误．由于地面光滑，A、B、C系统所受合外力为零，动量守恒，B正确．
【练习】甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反的方向滑去．已知甲推乙之前两人的总动量为0，甲的质量为45 kg，乙的质量为50 kg.关于甲推乙后两人的动量和速率，下列说法正确的是 ( )
A．两人的总动量大于0 B．两人的总动量等于0
C．甲、乙两人的速率之比为1∶1
D．甲、乙两人的速率之比为9∶10
【答案】B
1．动量守恒定律的三种表达式
(1)p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′，大小相等，方向相同)．
(2)Δp1＝－Δp2或m1Δv1＝－m2Δv2(系统内一个物体的动量变化量与另一物体的动量变化量等大反向)．
(3)Δp＝p′－p＝0(系统总动量的变化量为零)．
知识总结
2．应用动量守恒定律的解题思路
本节结束，谢谢！