人教版高中物理选择性必修第一册1.3 动量守恒定律 课件（22张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修第一册1.3 动量守恒定律 课件（22张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 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 05:51:03 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第3节 动量守恒定律
v
A
B
m2
m1
v> v
m2
m1
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
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
如何理解系统、内力和外力？
v
A
B
m2
m1
v> v
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
1.试用牛顿运动定律推导两物体碰撞前后的总动量的关系
一、相互作用的两个物体的动量改变
v
A
B
m2
m1
v> v
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
2.试用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系
一、相互作用的两个物体的动量改变
观看视频，你有何感想？
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、公式：
二、对动量守恒定律的理解？
3、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)
(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)
二、对动量守恒定律的理解？
例1:在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104kg 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。
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？
地面摩擦力和空气阻力
远小于内力
动量守恒
v
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
v
m1
m2
x
0
解：沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有v1 = 2 m/s
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
例2: 一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，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 。
v
m1
m2
x
0
解：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：
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，画好分析图；
4.列：由动量守恒定律列方程；
5.算：合理进行运算，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
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。
三、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。
1．关于动量守恒定律，以下说法错误的是（ ）
A．系统不受外力时，动量一定守恒
B．动量守恒定律也适用于高速运动的物体和微观粒子的情况
C．一个系统的动量守恒，则机械能也守恒
D．两物体组成的系统，受合外力为零，则两物体动量的改变量大小一定相等
C
2．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
C
3．如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）
A．两手同时放开后，系统总动量始终为零
B．先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒
C．先放开左手，后放开右手，总动量向左
D．无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
ACD
4．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
D
5．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（mA．在下滑过程中弧形槽对小球的弹力始终不做功
B．在小球压缩弹簧的过程中小球的机械能守恒
C．小球离开弹簧后，小球和弧形槽组成的系统机械能守恒，但小球不能回到弧形槽h高处
D．在整个过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，在下滑过程中弧形槽和小球动量守恒
C
6．宇航员在太空中出太空舱时，不小心触碰舱门获得了一个相对于太空舱的漂移速度v，远离太空舱而去。为确保安全，宇航员调整自身方向，打开了动力装置的开关，沿速度方向一次喷出质量为 m的氮气后，宇航员相对太空舱静止。已知喷出氮气前宇航员及所带装备的总质量为M，则喷出的气体相对太空舱的速度大小是（ ）
A． B． C． D．
B
7．质量为M的机车后面挂着质量为m的拖车，在水平轨道上以速度v匀速运动，已知它们与水平轨道间的摩擦力与它们的质量成正比。运动过程中拖车脱钩，但当时司机没发现，当拖车刚停下来时，机车的速度为（ ）
A． B． C． D．
C
8．某同学质量为60 kg，在军事训练中，要求他从岸上以大小为1m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是120 kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学跳上船后停在船上，则（ ）
A．人和小船最终静止的水面上
B．船最终的速度是0.5 m/s
C．船的动量变化量大小为20kg.m/s
D．该过程同学的动量变化量大小为100kg.m/s
A
9．如图所示，质量m=120kg的小船静止在平静水面上，船两端分别载着质量为m甲=60kg和m乙=80kg的甲、乙两位游泳者。在同一水平线上，甲向左、乙向右相对于河岸同时以速度大小v1、v2跃入水中。若甲、乙跃入水中后，小船仍然静止，则v1/v2等于（ ）
A．4/3 B．3/4 C．2/3 D．3/2
A
10．如图所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为θ，则火炮后退的速度大小为（设水平面光滑）（ ）
A．
B．
C．
D．
C
第3节 动量守恒定律
v
A
B
m2
m1
v> v
m2
m1
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
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
如何理解系统、内力和外力？
v
A
B
m2
m1
v> v
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
1.试用牛顿运动定律推导两物体碰撞前后的总动量的关系
一、相互作用的两个物体的动量改变
v
A
B
m2
m1
v> v
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
2.试用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系
一、相互作用的两个物体的动量改变
观看视频，你有何感想？
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、公式：
二、对动量守恒定律的理解？
3、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)
(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)
二、对动量守恒定律的理解？
例1:在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104kg 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。
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？
地面摩擦力和空气阻力
远小于内力
动量守恒
v
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
v
m1
m2
x
0
解：沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有v1 = 2 m/s
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
例2: 一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，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 。
v
m1
m2
x
0
解：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：
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，画好分析图；
4.列：由动量守恒定律列方程；
5.算：合理进行运算，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
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。
三、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。
1．关于动量守恒定律，以下说法错误的是（ ）
A．系统不受外力时，动量一定守恒
B．动量守恒定律也适用于高速运动的物体和微观粒子的情况
C．一个系统的动量守恒，则机械能也守恒
D．两物体组成的系统，受合外力为零，则两物体动量的改变量大小一定相等
C
2．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
C
3．如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）
A．两手同时放开后，系统总动量始终为零
B．先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒
C．先放开左手，后放开右手，总动量向左
D．无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
ACD
4．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
D
5．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
B．在小球压缩弹簧的过程中小球的机械能守恒
C．小球离开弹簧后，小球和弧形槽组成的系统机械能守恒，但小球不能回到弧形槽h高处
D．在整个过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，在下滑过程中弧形槽和小球动量守恒
C
6．宇航员在太空中出太空舱时，不小心触碰舱门获得了一个相对于太空舱的漂移速度v，远离太空舱而去。为确保安全，宇航员调整自身方向，打开了动力装置的开关，沿速度方向一次喷出质量为 m的氮气后，宇航员相对太空舱静止。已知喷出氮气前宇航员及所带装备的总质量为M，则喷出的气体相对太空舱的速度大小是（ ）
A． B． C． D．
B
7．质量为M的机车后面挂着质量为m的拖车，在水平轨道上以速度v匀速运动，已知它们与水平轨道间的摩擦力与它们的质量成正比。运动过程中拖车脱钩，但当时司机没发现，当拖车刚停下来时，机车的速度为（ ）
A． B． C． D．
C
8．某同学质量为60 kg，在军事训练中，要求他从岸上以大小为1m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是120 kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学跳上船后停在船上，则（ ）
A．人和小船最终静止的水面上
B．船最终的速度是0.5 m/s
C．船的动量变化量大小为20kg.m/s
D．该过程同学的动量变化量大小为100kg.m/s
A
9．如图所示，质量m=120kg的小船静止在平静水面上，船两端分别载着质量为m甲=60kg和m乙=80kg的甲、乙两位游泳者。在同一水平线上，甲向左、乙向右相对于河岸同时以速度大小v1、v2跃入水中。若甲、乙跃入水中后，小船仍然静止，则v1/v2等于（ ）
A．4/3 B．3/4 C．2/3 D．3/2
A
10．如图所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为θ，则火炮后退的速度大小为（设水平面光滑）（ ）
A．
B．
C．
D．
C