人教版（2019）选择性必修第一册 1.3 动量守恒定律 课件（22张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）选择性必修第一册 1.3 动量守恒定律 课件（22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 | 2022-07-23 05:44:13 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
人教版 / 高中 / 物理
1.3 动量守恒定律
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。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？
导入新课
m2
F
F·Δt= mv' – mv0=Δp
v0
单个物体受力与动量变化量之间的关系
v'
F
m1
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
探究新知
一、相互作用的两个物体的动量变化
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
探究新知
m2
m1
F1
F2
N1
G1
N2
G2
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。
系统
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。
内力：系统中物体间的作用力叫做内力。
外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。
B
v2
m2
A
v1
m1
B
v2'
m2
A
v1'
m1
碰撞过程
F1
F2
m2
m1
思考：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？
探究新知
二、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
（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)
探究新知
3、适用条件
(1)系统不受外力；(理想条件)
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？
N2
G2
N1
G1
F1
F2
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。
探究新知
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)
(3)系统所受外力合力不为零，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；(近似条件）
(4)系统所受的合外力不为零，但某一方向上合外力为零，则系统在这一方向上动量守恒。(单向条件)
探究新知
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。
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。
例题
探究新知
v
m1
m-m1
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：
解出
以 的方向为正
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。
例题
探究新知
v
m1
m-m1
若沿炸裂前速度v的方向建立坐标轴，v为正值，v1与v的方向相反，v1为负值。此外，一定有m-m1>0。于是，由上式可知，v2应为正值。这表示质量为(m-m1)的那部分沿着与坐标轴相同的方向飞去。这个结论容易理解。炸裂的一部分沿着相反的方向飞去，另一部分不会也沿着相反的方向飞去，假如这样，炸裂后的总动量将与炸裂前的总动量方向相反，动量就不守恒了。
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。
例题
探究新知
斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则AB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？
N
Mg
mg
N1
N’1
探究新知
思考
竖直方向失重：N<(M+m)g 系统动量不守恒。
水平方向：系统不受外力动量守恒。
思考与讨论
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。烧断细线后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？
烧断细线的瞬间，两个小车所组成的系统所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。烧断前，系统的总动量为0，由动量守恒定律可知，细线烧断后，它们的总动量仍然为0。
探究新知
在列车编组站里，一辆质量为1.8×104kg 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。
v
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
例题
探究新知
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
探究新知
解析
以碰前货车的运动方向为正方向（以v1 方向为正），
则 v1 = 2 m/s ，v2 = 0
设两车结合后的速度为v 。
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：
所以
代入数值，得
v= 0.9 m/s
探究新知
⑴找：找研究对象(系统包括那几个物体)和研究过程；
⑵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)；
⑶定：规定正方向，确定初末状态动量正负号；
⑷列：由动量守恒定律列方程；
⑸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和方法
探究新知
三、动量守恒定律的普适性
探究新知
用动量守恒定律与牛顿运动定律两种方法解题并进行比较
如图所示，质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动。当t=0时，质量mA=2kg的小铁块A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，g＝10m/s2，求：A在小车上停止运动时，小车的速度大小。
例题
取v2水平向右为正方向，
则： v1= -1m/s； v2=2 m/s
用动量守恒定律
方法一：
mAv2+mBv1=(mA+mB)v
解得， v=lm／s
探究新知
设小车的加速度为a1，
小铁块的加速度为a2，运动时间为t；
方法二:
用牛顿运动定律
所以v1+a1t=v2 -a2t 解得：t＝0.5s
得：v=v1-a1t=1+4×0.5= 1m/s
解析
1、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。
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。
动量守恒定律的普适性
牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。
这些领域，牛顿运动定律不在适用。
用动量守恒定律与牛顿运动定律两种方法解题并进行比较
探究新知
1、定律内容：一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、公式表达： （1）m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
（2）Δp1＝－Δp2或m1Δv1＝－m2Δv2
（3）Δp＝0
3、适用条件：理想条件、实际条件、近似条件、单向条件
4、应用动量守恒定律解题
课堂小结
谢 谢
人教版 / 高中 / 物理
1.3 动量守恒定律
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。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？
导入新课
m2
F
F·Δt= mv' – mv0=Δp
v0
单个物体受力与动量变化量之间的关系
v'
F
m1
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
探究新知
一、相互作用的两个物体的动量变化
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
探究新知
m2
m1
F1
F2
N1
G1
N2
G2
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。
系统
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。
内力：系统中物体间的作用力叫做内力。
外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。
B
v2
m2
A
v1
m1
B
v2'
m2
A
v1'
m1
碰撞过程
F1
F2
m2
m1
思考：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？
探究新知
二、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
（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)
探究新知
3、适用条件
(1)系统不受外力；(理想条件)
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？
N2
G2
N1
G1
F1
F2
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。
探究新知
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件)
(3)系统所受外力合力不为零，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；(近似条件）
(4)系统所受的合外力不为零，但某一方向上合外力为零，则系统在这一方向上动量守恒。(单向条件)
探究新知
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。
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。
例题
探究新知
v
m1
m-m1
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：
解出
以 的方向为正
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。
例题
探究新知
v
m1
m-m1
若沿炸裂前速度v的方向建立坐标轴，v为正值，v1与v的方向相反，v1为负值。此外，一定有m-m1>0。于是，由上式可知，v2应为正值。这表示质量为(m-m1)的那部分沿着与坐标轴相同的方向飞去。这个结论容易理解。炸裂的一部分沿着相反的方向飞去，另一部分不会也沿着相反的方向飞去，假如这样，炸裂后的总动量将与炸裂前的总动量方向相反，动量就不守恒了。
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。
例题
探究新知
斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则AB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？
N
Mg
mg
N1
N’1
探究新知
思考
竖直方向失重：N<(M+m)g 系统动量不守恒。
水平方向：系统不受外力动量守恒。
思考与讨论
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。烧断细线后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？
烧断细线的瞬间，两个小车所组成的系统所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。烧断前，系统的总动量为0，由动量守恒定律可知，细线烧断后，它们的总动量仍然为0。
探究新知
在列车编组站里，一辆质量为1.8×104kg 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。
v
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
例题
探究新知
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
探究新知
解析
以碰前货车的运动方向为正方向（以v1 方向为正），
则 v1 = 2 m/s ，v2 = 0
设两车结合后的速度为v 。
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：
所以
代入数值，得
v= 0.9 m/s
探究新知
⑴找：找研究对象(系统包括那几个物体)和研究过程；
⑵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)；
⑶定：规定正方向，确定初末状态动量正负号；
⑷列：由动量守恒定律列方程；
⑸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和方法
探究新知
三、动量守恒定律的普适性
探究新知
用动量守恒定律与牛顿运动定律两种方法解题并进行比较
如图所示，质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动。当t=0时，质量mA=2kg的小铁块A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，g＝10m/s2，求：A在小车上停止运动时，小车的速度大小。
例题
取v2水平向右为正方向，
则： v1= -1m/s； v2=2 m/s
用动量守恒定律
方法一：
mAv2+mBv1=(mA+mB)v
解得， v=lm／s
探究新知
设小车的加速度为a1，
小铁块的加速度为a2，运动时间为t；
方法二:
用牛顿运动定律
所以v1+a1t=v2 -a2t 解得：t＝0.5s
得：v=v1-a1t=1+4×0.5= 1m/s
解析
1、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。
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。
动量守恒定律的普适性
牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。
这些领域，牛顿运动定律不在适用。
用动量守恒定律与牛顿运动定律两种方法解题并进行比较
探究新知
1、定律内容：一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、公式表达： （1）m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
（2）Δp1＝－Δp2或m1Δv1＝－m2Δv2
（3）Δp＝0
3、适用条件：理想条件、实际条件、近似条件、单向条件
4、应用动量守恒定律解题
课堂小结
谢 谢