物理人教版（2019）选择性必修第一册1.3动量守恒定律（共26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26张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-16 11:03:03 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
1.3 动量守恒定律
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
单个物体
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。
外界对物体施加的力，简称外力
碰撞后，A、B小球各自动量有没有变化？
碰撞后，A、B小球的总动量是否发生变化？
将AB看作一个系统，相互作用力可以看作系统内力，则系统受到的外力为零。
两个物体
A
B
m2
m1
m2
m1
一、系统 内力和外力
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
1．系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体称为系统，系统可按解决问题的需要灵活选取。
2．内力：系统内各个物体间相互用力称为内力。
3．外力：系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力称为外力。
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。
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
二、动量守恒定律——理论推导2：动量定理
光滑
F1
F2
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。
三、动量守恒定律
1、内容
2、表达式
①
②
③
三、动量守恒定律
3、适用条件
(1)系统不受外力；(理想条件) 1、不受力
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件) 2、F合=0
(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）
3、系统内力远大于外力
(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)
4、单方向F合=0
下图中哪些系统动量守恒（水平面光滑）
系统动量是否守恒为什么只强调“不受外力”或“所受外力之和为零”，而不管内力的变化情况呢？
结论：
内力不能引起系统动量的变化，系统动量的变化是由外力引起的；内力只能引起系统内动量的转移。
注意：
定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。
注意
1.确定研究对象 (系统),区分内力和外力.从而判断所选择的系统动量是否守恒.
2.在系统总动量一定(守恒)的情况下,系统中每个物体的动量可以发生很大的变化.
A、B 两辆小车之间连接一根被压缩了的弹簧后用细线栓住，现烧断细线。
若地面光滑，则烧断细线后，系统动量是否守恒？
守 恒
!
①动量守恒定律不仅适用于正碰，也适用于斜碰；不仅适用于碰撞，也适用于任何形式的相互作用；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。
动量守恒定律适用范围
动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一。大到星球的宏观系统，小到基本粒子的微观系统，无论系统内各物体之间相互作用是什么力，只要满足上述条件，动量守恒定律都是适用的。
(1)系统性：动量守恒定律是对一个物体系统而言的，具有系统的整体性，而对物体系统的一部分，动量守恒定律不一定适用。
应用动量守恒定律的注意点
(2)矢量性：选取正方向，与正方向同向的为正，与正方向反向的为负，方向未知的，设与正方向同向，结果为正时，方向即于正方向相同，否则，与正方向相反。
(3)瞬(同)时性: 动量是一个瞬时量，动量守恒是指系统任意瞬时动量恒定。方程左边是作用前某一时刻各物体的动量的和，方程右边是作用后某时刻系统各物体动量的和。不是同一时刻的动量不能相加。
(4)相对性：由于动量的大小与参照系的选择有关，因此在应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一参照物的。
审题指导
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 = 2.2×104 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。
典例分析1
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
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
典例分析1
解析
m1
m2
x
0
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
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 = 2.2×104 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。
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.
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 。
典例分析2
解析
m1
m2
x
0
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
若m=10kg,m1=4kg;v的大小为900m/s,v1的大小为300m/s，则v2的大小为多少？
1700m/s
两个磁性很强的磁铁，分别固定在甲、乙两辆小车上，甲车的总质量为4kg，乙车的总质量为2kg。甲、乙两辆小车放在光滑的水平面上，它们相向运动，甲车的速度是5m/s，方向水平向右；乙车的速度是3m/s,方向水平向左。由于两车上同性磁极的相互排斥，某时刻乙车向右以8m/s的水平速度运动，求此时甲车的速度？
负号表示甲车的速度方向水平向左
课堂练习1
解析
m2
m1
以水平向右方向为正方向
（确定正方向）
v1=5m/s, v2=-3m/s, v2 =8m/s
根据动量守恒定律：
m1v1+m2v2= m1v1 +m2v2
解得：v1 = - 0.5m/s
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2
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。
本节学习重点的明确：
① 应用动量守恒定律分析问题时研究的对象不是一个物体，而是相互作用的两个或多个物体组成的物体系。应用时注意选系统。
② 动量守恒定律的表达式实际上是一个矢量式。处理一维问题时，注意规定正方向。
③动量守恒定律指的是系统任一瞬时的动量矢量和恒定。
④应用动量守恒定律时，各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度。一般以地球为参考系。
课后练习
1.车厢长度为l，质量为m1，静止于光滑的水平面上。车厢内有一质量为m2的物体以初速度v0向右运动，与车厢来回碰撞n次后静止于车厢内，这时车厢的速度为（ ）
A.v0，水平向右
B.0
C.m2v0/(m1+m2)
D.m2v0/ (m1-m2)
v0
C
2.一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从艇头和艇尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地面的速率也相同。炮艇所受的牵引力和阻力均不变，则炮艇的速________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
增大
课后练习
3.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和小车的下列说法中正确的是（ ）
A.枪和子弹组成的系统动量守恒
B.枪和小车组成的系统动量守恒
C.若忽略不计子弹和枪筒间的摩擦，枪、小车和子弹组成的系统动量才近似守恒
D.枪、子弹和小车组成的系统动量守恒
D
课后练习
4.关于动量守恒的条件，下列说法中正确的是（ ）
A．只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒
B．只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒
C．只要系统所受合外力恒定，动量守恒
D．只要系统所受外力的合力为零，动量守恒
D
课后练习
5.某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以2m/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140kg，原来的速度是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上。则此过程该同学动量的变化大小为________kg.m/s，此时小船的速度大小为________m/s。
105
0.25
课后练习
1.3 动量守恒定律
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
单个物体
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。
外界对物体施加的力，简称外力
碰撞后，A、B小球各自动量有没有变化？
碰撞后，A、B小球的总动量是否发生变化？
将AB看作一个系统，相互作用力可以看作系统内力，则系统受到的外力为零。
两个物体
A
B
m2
m1
m2
m1
一、系统 内力和外力
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
1．系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体称为系统，系统可按解决问题的需要灵活选取。
2．内力：系统内各个物体间相互用力称为内力。
3．外力：系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力称为外力。
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。
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
二、动量守恒定律——理论推导2：动量定理
光滑
F1
F2
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。
三、动量守恒定律
1、内容
2、表达式
①
②
③
三、动量守恒定律
3、适用条件
(1)系统不受外力；(理想条件) 1、不受力
(2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件) 2、F合=0
(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）
3、系统内力远大于外力
(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)
4、单方向F合=0
下图中哪些系统动量守恒（水平面光滑）
系统动量是否守恒为什么只强调“不受外力”或“所受外力之和为零”，而不管内力的变化情况呢？
结论：
内力不能引起系统动量的变化，系统动量的变化是由外力引起的；内力只能引起系统内动量的转移。
注意：
定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。
注意
1.确定研究对象 (系统),区分内力和外力.从而判断所选择的系统动量是否守恒.
2.在系统总动量一定(守恒)的情况下,系统中每个物体的动量可以发生很大的变化.
A、B 两辆小车之间连接一根被压缩了的弹簧后用细线栓住，现烧断细线。
若地面光滑，则烧断细线后，系统动量是否守恒？
守 恒
!
①动量守恒定律不仅适用于正碰，也适用于斜碰；不仅适用于碰撞，也适用于任何形式的相互作用；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。
动量守恒定律适用范围
动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一。大到星球的宏观系统，小到基本粒子的微观系统，无论系统内各物体之间相互作用是什么力，只要满足上述条件，动量守恒定律都是适用的。
(1)系统性：动量守恒定律是对一个物体系统而言的，具有系统的整体性，而对物体系统的一部分，动量守恒定律不一定适用。
应用动量守恒定律的注意点
(2)矢量性：选取正方向，与正方向同向的为正，与正方向反向的为负，方向未知的，设与正方向同向，结果为正时，方向即于正方向相同，否则，与正方向相反。
(3)瞬(同)时性: 动量是一个瞬时量，动量守恒是指系统任意瞬时动量恒定。方程左边是作用前某一时刻各物体的动量的和，方程右边是作用后某时刻系统各物体动量的和。不是同一时刻的动量不能相加。
(4)相对性：由于动量的大小与参照系的选择有关，因此在应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一参照物的。
审题指导
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 = 2.2×104 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。
典例分析1
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
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
典例分析1
解析
m1
m2
x
0
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
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 = 2.2×104 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。
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.
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 。
典例分析2
解析
m1
m2
x
0
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
若m=10kg,m1=4kg;v的大小为900m/s,v1的大小为300m/s，则v2的大小为多少？
1700m/s
两个磁性很强的磁铁，分别固定在甲、乙两辆小车上，甲车的总质量为4kg，乙车的总质量为2kg。甲、乙两辆小车放在光滑的水平面上，它们相向运动，甲车的速度是5m/s，方向水平向右；乙车的速度是3m/s,方向水平向左。由于两车上同性磁极的相互排斥，某时刻乙车向右以8m/s的水平速度运动，求此时甲车的速度？
负号表示甲车的速度方向水平向左
课堂练习1
解析
m2
m1
以水平向右方向为正方向
（确定正方向）
v1=5m/s, v2=-3m/s, v2 =8m/s
根据动量守恒定律：
m1v1+m2v2= m1v1 +m2v2
解得：v1 = - 0.5m/s
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2
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。
本节学习重点的明确：
① 应用动量守恒定律分析问题时研究的对象不是一个物体，而是相互作用的两个或多个物体组成的物体系。应用时注意选系统。
② 动量守恒定律的表达式实际上是一个矢量式。处理一维问题时，注意规定正方向。
③动量守恒定律指的是系统任一瞬时的动量矢量和恒定。
④应用动量守恒定律时，各物体的速度必须是相对同一惯性系的速度。一般以地球为参考系。
课后练习
1.车厢长度为l，质量为m1，静止于光滑的水平面上。车厢内有一质量为m2的物体以初速度v0向右运动，与车厢来回碰撞n次后静止于车厢内，这时车厢的速度为（ ）
A.v0，水平向右
B.0
C.m2v0/(m1+m2)
D.m2v0/ (m1-m2)
v0
C
2.一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从艇头和艇尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地面的速率也相同。炮艇所受的牵引力和阻力均不变，则炮艇的速________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
增大
课后练习
3.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和小车的下列说法中正确的是（ ）
A.枪和子弹组成的系统动量守恒
B.枪和小车组成的系统动量守恒
C.若忽略不计子弹和枪筒间的摩擦，枪、小车和子弹组成的系统动量才近似守恒
D.枪、子弹和小车组成的系统动量守恒
D
课后练习
4.关于动量守恒的条件，下列说法中正确的是（ ）
A．只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒
B．只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒
C．只要系统所受合外力恒定，动量守恒
D．只要系统所受外力的合力为零，动量守恒
D
课后练习
5.某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以2m/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140kg，原来的速度是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上。则此过程该同学动量的变化大小为________kg.m/s，此时小船的速度大小为________m/s。
105
0.25
课后练习