物理人教版（2019）选择性必修第一册1.3动量守恒定律（共28张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册1.3动量守恒定律（共28张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-16 06:42:58 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
动量守恒定律
目录
动量守恒
动量守恒推导
典例
练习
PART 01
PART 02
PART 03
PART 04
CONTENTS
上节课我们知道作用于物体的力与力的作用时间的乘积被称为冲量。
对于单个物体动量变化的原因是合外力的冲量所致，同时我们还学习了动量定理：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。
当两个物体发生碰撞时，两物体的动量都发生变化，但动量的总量保持不变。现在我们一起思考：动量为什么发生变化？为什么两个物体的动量之和保持不变？什么条件下才会出现动量守恒现象？
我们一起来学习本节课的内容。
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。
选ABC为系统：A与C、B与C之间的摩擦力为内力还是外力？
选AB为系统：A与C、B与C之间的摩擦力为内力还是外力？
基本概念
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。
1.A、B组成系统，哪些力是内力？内力作用效果如何？
外力矢量和为零时，外力冲量为零，系统动量不变
守恒分析
2.A、B组成系统，哪些力是外力？作用效果如何？外力的矢量和是多少？
内力只改变单个物体动量，不改变系统总动量。
外力既改变单个物体动量，也改变系统总动量。
G1
N1
N2
G2
F2
F1
m2
m1
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′。
思考1：（谁的动量守恒）A物体、B物体、还是系统？
系统
思考2：（什么过程守恒）碰前、碰撞过程、碰后？
碰撞过程
思考3：碰撞过程物体A、B受到哪些力的冲量？
G1
N1
N2
G2
F2
F1
m2
m1
B
v2
m2
A
v1
m1
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矢量和等于碰撞前的动量之矢量和。
动量守恒定律的推导
F1改变m1的动量
F2改变m2的动量
F1、F2不改变系统动量
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
动量守恒
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
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.
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)．
小结
2．应用动量守恒定律的解题思路
机械能守恒定律 动量守恒定律
研究对象
守恒条件
守恒性质
适用范围
联系
注 意
单个、或相互作用的物体组成的系统
相互作用的物体组成的系统
只有重力或弹力做功,其他力不做功
系统不受外力或所受合外力等于零
标量守恒(不考虑方向性)
矢量守恒(规定正方向)
都可以用实验来验证,因此它们都是实验规律。
仅限于宏观、低速领域
到目前为止物理学研究的一切领域
爆炸、碰撞、反冲相互作用现象中,因F内>>F外,动量是守恒的,
但很多情况下有其它力（内力）做功,有其他形式能量转化为机械能,机械能不守恒.
3.机械能守恒和动量守恒的比较：
1.在一相互作用过程中，以下判断正确的是（ ）
A．系统的动量守恒是指只有初、末两状态的动量相等
B．系统的动量守恒是指任意两个状态的动量相等
C．系统的动量守恒是指系统中任一物体的动量不变
D．系统所受外力的冲量为零，系统动量一定守恒
B
典例
2．动量和机械能是物理学中两个重要的概念。根据高中物理所学的知识，下列说法正确的是（ ）
A．若一个系统的动量守恒，则机械能一定守恒
B．若一个系统的机械能守恒，则动量一定守恒
C．若两个物体组成的系统动量守恒，则其中一个物体的动量增大，另一个物
体的动量一定减小
D．若两个物体组成的系统机械能守恒，则其中一个物体的机械能增大，另一
个物体的机械能一定减小
【答案】D
3．下列情况中系统动量守恒的是（ ）
A．小车固定在光滑水平面上，人在车上走动时，人与车组成的系统
B．子弹水平射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统
C．子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统
D．光滑斜面放在光滑水平面上，物块沿斜面自由下滑时，物块和斜面组成的系统
【答案】C
4．如图所示，半径为R圆型槽Q置于光滑水平面上，小球P和凹槽Q的质量均为m，将物体P从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则P、Q构成的系统（ ）
A．这一过程动量守恒
B．圆型槽先向右运动再向左运动
C．支持力对小球不做功
D．释放后当P物体向左上升到最高点时，与初始释放点等高
【答案】D
5.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上、一颗子弹水平射入木块A，并留在其中、在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）
A．动量守恒、机械能守恒 B．动量不守恒、机械能守恒
C．动量守恒、机械能不守恒 D．动量、机械能都不守恒
【答案】C
1．如图所示，光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上，从右侧一定高度自由下落的小球恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内，对此情况，下列说法正确的是（ ）
A．槽一直向右运动
B．槽对地面的压力不变
C．小球每次离开槽后将做斜抛运动
D．小球每次离开槽后将做竖直上抛运动
【答案】D
练习
2．如图所示，小车a静止于光滑水平面上，a上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球b由静止起沿圆弧下滑，则这一过程中（ ）
A．若圆弧不光滑，则系统的动量守恒，机械能不守恒
B．若圆弧不光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒
C．若圆弧光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒
D．若圆弧光滑，则系统的动量守恒，机械能守恒
【答案】C
3．如图所示，半径为R，质量为M，内表面光滑的半球曲槽放在光滑的水平面上，左端紧靠着墙壁，一个质量为m的小球从距半球曲槽的顶端的a点h高处无初速释放，图中b点为半球的最低点，c点为半球另一侧与a同高的顶点，关于物块M和m的运动，下列说法中正确的有（ ）
A．m从a点运动到b点的过程中，m与M系统的动量守恒。
B．m从a点运动到b点的过程中，系统的机械能守恒。
C．m释放后运动到b点右侧，若能到达右侧槽口c，可能从c处竖直
上抛。
D．m释放后运动到b点右侧，若能飞出右侧槽口c，则一定能从c槽
口回到曲槽
【答案】BD
4．如图所示，木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑的水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩。当撤去外力后，下列说法中不正确的是（ ）
A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量守恒
B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒
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组成的系统动量不守恒
【答案】AD
5．在光滑水平面上的A、B两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是（ ）
A．两手同时放开后，系统总动量始终为零
B．先放开左手，再放开右手后，系统总动量向右
C．先放开左手，再放开右手后，系统总动量向左
D．无论是否同时放开两手。放开两手后系统总动量一定守恒、且总动量一定为零
【答案】AC
6．如图所示，在光滑水平面上，一速度大小为v0的A球与静止的B球碰撞后，A球的速率为v0/3，B球的速率为v0/2，A、B两球的质量之比可能是（ ）
A．3︰4 B．4︰3 C．8︰3 D．3︰8
【答案】AD
7．质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，如图所示，最后在车面上某处与小车保持相对静止，物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，试求：
（1）物块与小车的共同速度大小v；
（2）物块在车面上滑行的时间t；
（3）从开始到共速，小车运动的位移大小x。
【答案】（1）0.8m/s；（2）0.24s；（3）0.096m
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动量守恒定律
目录
动量守恒
动量守恒推导
典例
练习
PART 01
PART 02
PART 03
PART 04
CONTENTS
上节课我们知道作用于物体的力与力的作用时间的乘积被称为冲量。
对于单个物体动量变化的原因是合外力的冲量所致，同时我们还学习了动量定理：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。
当两个物体发生碰撞时，两物体的动量都发生变化，但动量的总量保持不变。现在我们一起思考：动量为什么发生变化？为什么两个物体的动量之和保持不变？什么条件下才会出现动量守恒现象？
我们一起来学习本节课的内容。
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。
选ABC为系统：A与C、B与C之间的摩擦力为内力还是外力？
选AB为系统：A与C、B与C之间的摩擦力为内力还是外力？
基本概念
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。
1.A、B组成系统，哪些力是内力？内力作用效果如何？
外力矢量和为零时，外力冲量为零，系统动量不变
守恒分析
2.A、B组成系统，哪些力是外力？作用效果如何？外力的矢量和是多少？
内力只改变单个物体动量，不改变系统总动量。
外力既改变单个物体动量，也改变系统总动量。
G1
N1
N2
G2
F2
F1
m2
m1
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′。
思考1：（谁的动量守恒）A物体、B物体、还是系统？
系统
思考2：（什么过程守恒）碰前、碰撞过程、碰后？
碰撞过程
思考3：碰撞过程物体A、B受到哪些力的冲量？
G1
N1
N2
G2
F2
F1
m2
m1
B
v2
m2
A
v1
m1
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矢量和等于碰撞前的动量之矢量和。
动量守恒定律的推导
F1改变m1的动量
F2改变m2的动量
F1、F2不改变系统动量
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
动量守恒
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
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.
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)．
小结
2．应用动量守恒定律的解题思路
机械能守恒定律 动量守恒定律
研究对象
守恒条件
守恒性质
适用范围
联系
注 意
单个、或相互作用的物体组成的系统
相互作用的物体组成的系统
只有重力或弹力做功,其他力不做功
系统不受外力或所受合外力等于零
标量守恒(不考虑方向性)
矢量守恒(规定正方向)
都可以用实验来验证,因此它们都是实验规律。
仅限于宏观、低速领域
到目前为止物理学研究的一切领域
爆炸、碰撞、反冲相互作用现象中,因F内>>F外,动量是守恒的,
但很多情况下有其它力（内力）做功,有其他形式能量转化为机械能,机械能不守恒.
3.机械能守恒和动量守恒的比较：
1.在一相互作用过程中，以下判断正确的是（ ）
A．系统的动量守恒是指只有初、末两状态的动量相等
B．系统的动量守恒是指任意两个状态的动量相等
C．系统的动量守恒是指系统中任一物体的动量不变
D．系统所受外力的冲量为零，系统动量一定守恒
B
典例
2．动量和机械能是物理学中两个重要的概念。根据高中物理所学的知识，下列说法正确的是（ ）
A．若一个系统的动量守恒，则机械能一定守恒
B．若一个系统的机械能守恒，则动量一定守恒
C．若两个物体组成的系统动量守恒，则其中一个物体的动量增大，另一个物
体的动量一定减小
D．若两个物体组成的系统机械能守恒，则其中一个物体的机械能增大，另一
个物体的机械能一定减小
【答案】D
3．下列情况中系统动量守恒的是（ ）
A．小车固定在光滑水平面上，人在车上走动时，人与车组成的系统
B．子弹水平射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统
C．子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统
D．光滑斜面放在光滑水平面上，物块沿斜面自由下滑时，物块和斜面组成的系统
【答案】C
4．如图所示，半径为R圆型槽Q置于光滑水平面上，小球P和凹槽Q的质量均为m，将物体P从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则P、Q构成的系统（ ）
A．这一过程动量守恒
B．圆型槽先向右运动再向左运动
C．支持力对小球不做功
D．释放后当P物体向左上升到最高点时，与初始释放点等高
【答案】D
5.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上、一颗子弹水平射入木块A，并留在其中、在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）
A．动量守恒、机械能守恒 B．动量不守恒、机械能守恒
C．动量守恒、机械能不守恒 D．动量、机械能都不守恒
【答案】C
1．如图所示，光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上，从右侧一定高度自由下落的小球恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内，对此情况，下列说法正确的是（ ）
A．槽一直向右运动
B．槽对地面的压力不变
C．小球每次离开槽后将做斜抛运动
D．小球每次离开槽后将做竖直上抛运动
【答案】D
练习
2．如图所示，小车a静止于光滑水平面上，a上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球b由静止起沿圆弧下滑，则这一过程中（ ）
A．若圆弧不光滑，则系统的动量守恒，机械能不守恒
B．若圆弧不光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒
C．若圆弧光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒
D．若圆弧光滑，则系统的动量守恒，机械能守恒
【答案】C
3．如图所示，半径为R，质量为M，内表面光滑的半球曲槽放在光滑的水平面上，左端紧靠着墙壁，一个质量为m的小球从距半球曲槽的顶端的a点h高处无初速释放，图中b点为半球的最低点，c点为半球另一侧与a同高的顶点，关于物块M和m的运动，下列说法中正确的有（ ）
A．m从a点运动到b点的过程中，m与M系统的动量守恒。
B．m从a点运动到b点的过程中，系统的机械能守恒。
C．m释放后运动到b点右侧，若能到达右侧槽口c，可能从c处竖直
上抛。
D．m释放后运动到b点右侧，若能飞出右侧槽口c，则一定能从c槽
口回到曲槽
【答案】BD
4．如图所示，木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑的水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩。当撤去外力后，下列说法中不正确的是（ ）
A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量守恒
B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒
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组成的系统动量不守恒
【答案】AD
5．在光滑水平面上的A、B两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是（ ）
A．两手同时放开后，系统总动量始终为零
B．先放开左手，再放开右手后，系统总动量向右
C．先放开左手，再放开右手后，系统总动量向左
D．无论是否同时放开两手。放开两手后系统总动量一定守恒、且总动量一定为零
【答案】AC
6．如图所示，在光滑水平面上，一速度大小为v0的A球与静止的B球碰撞后，A球的速率为v0/3，B球的速率为v0/2，A、B两球的质量之比可能是（ ）
A．3︰4 B．4︰3 C．8︰3 D．3︰8
【答案】AD
7．质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，如图所示，最后在车面上某处与小车保持相对静止，物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，试求：
（1）物块与小车的共同速度大小v；
（2）物块在车面上滑行的时间t；
（3）从开始到共速，小车运动的位移大小x。
【答案】（1）0.8m/s；（2）0.24s；（3）0.096m
感谢观看
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