物理人教版（2019）选择性必修第一册1.3动量守恒定律（共15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15张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-27 21:11:52 | ||
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文档简介
(共15张PPT)
第一章 动量守恒定律
第3节 动量守恒定律
新教材人教版 物理（高中选择性必修第一册）
新课引入
课堂引入
第一节中我们通过分析一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车(一维碰撞)，得出碰撞前后两辆小车动量之和不变的结论。
对于冰壶等物体的碰撞也是这样吗？怎样证明这一结论呢？这是一个普遍的规律吗
相互作用的两个物体的动量改变
如何研究？
相互作用的两个物体的动量改变
01
动量守恒定律
02
学习目标
动量守恒定律的普适性
03
新课引入
课堂引入
动量定理给出了单个物体在一个过程中所受力的冲量与它在这个过程始末的动量变化的关系，即 FΔt＝p′－p 。
如果利用动量定理研究相互作用的两个物体，能得出怎样的关系呢？
F·Δt= mv' – mv0=Δp
F
v
v'
F
m1
m2
回顾：
思考：
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
1.用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）
对m2：
由动量定理得：
对m1：
由牛顿第三定律得：
新课讲授
推导结果：
一、探究相互作用的两个物体的动量改变
新课讲授
一、探究相互作用的两个物体的动量改变
由牛顿第二定律得：
对m2：
对m1：
由牛顿第三定律得：
推导结果：
系统
内力
外力
几个概念：
2.用牛顿运动定律推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
m2
m1
系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个力学系统
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
F2
F1
系统
内力
外力
新课讲授
一、探究相互作用的两个物体的动量改变
思考1：若水平面不光滑，是否还有以上的推导结果？
思考2：要使推导结果成立，应该满足什么条件？
新课讲授
二、动量守恒定律
1.内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
2.表达式：
3.条件：
①系统不受外力（理想条件）或所受合外力为零（实际条件）
②虽然受外力不为零，但内力>>外力，且作用时间极短，如爆炸，碰撞类问题（近似条件）
③虽然受外力不为零，但某方向上不受外力，则该方向动量守恒。（某方向动量守恒，系统动量实际不一定守恒）（单向条件）
（1）p＝p′ 或 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
（2）Δp＝0或 p′－p＝0
（3）Δp1＝－Δp2 或 m1Δv1＝－m2Δv2
（整个作用过程都保持不变）
对条件①的理解与思考：
如图所示，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻弹簧。
（1）烧断细绳后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们获得了动量，它们的总动量是否增加了？
（2）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，右边小车获得了动量，那么它们的总动量是否守恒？
（3）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，当弹簧恢复原长时，松开左边小车，哪个过程它们的总动量不守恒，哪个过程它们的总动量守恒？
新课讲授
二、动量守恒定律
（弹簧类问题）
例题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？
重力 G、摩擦力 f、支持力 N
外力远小于内力
动量守恒
v
m1
m2
系统
N1
N2
F2
F1
G1
G2
分析：
新课讲授
二、动量守恒定律
对条件②的理解与思考：
f1
f2
（碰撞，爆炸类问题）
例题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 。
解：火箭炸裂前的总动量为：
火箭炸裂后的总动量为：
根据动量守恒定律可得：
解得：
x
0
v
m1
v
新课讲授
二、动量守恒定律
对条件②的理解与思考：
v
新课讲授
二、动量守恒定律
对条件③的理解与思考：
例题1:如图所示,一辆沙车的总质量为 m0 ,静止于光滑的水平面上。一个质量为 m 的物体A以速度 v 落入沙车中, v 与水平方向成 θ 角,请思考:如果把沙车和物体A看作一个系统,那么系统的动量守恒吗 物体落入沙车后车的速度 v' 是多少
提示:物体和车作用时总动量不守恒,而水平面光滑,系统在水平方向上动量守恒,即 mvcos θ=(m0+m)v',得 ,方向与 v 的水平分量方向相同。
新课讲授
二、动量守恒定律
对条件③的理解与思考：
（某单一方向动量守恒问题）
例题2:斜面置于光滑水平面上，木块沿光滑斜面滑下，则木块与斜面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？
分析:
N
Mg
mg
N1
N′1
单摆小车
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：
新课讲授
应用总结：
新课讲授
二、动量守恒定律
生活场景（低速宏观）的应用
速滑接力比赛
斯诺克比赛
冰壶比赛
新课讲授
新课讲授
三、动量守恒定律的普适性
正负电子对撞实验
宇宙大爆炸
原子核裂变反应
高速微观领域的应用
①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。
②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。
课堂小结
动量守恒定律
（2）公式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'；m1 v1= -m2 v2
（3）条件
（1）内容： 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变
①系统不受外力；
②系统受到外力，但外力的合力为零；
③系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力；
④在某一方向上不受外力或合外力为零或内力远大于外力。
四、课堂小结
第一章 动量守恒定律
第3节 动量守恒定律
新教材人教版 物理（高中选择性必修第一册）
新课引入
课堂引入
第一节中我们通过分析一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车(一维碰撞)，得出碰撞前后两辆小车动量之和不变的结论。
对于冰壶等物体的碰撞也是这样吗？怎样证明这一结论呢？这是一个普遍的规律吗
相互作用的两个物体的动量改变
如何研究？
相互作用的两个物体的动量改变
01
动量守恒定律
02
学习目标
动量守恒定律的普适性
03
新课引入
课堂引入
动量定理给出了单个物体在一个过程中所受力的冲量与它在这个过程始末的动量变化的关系，即 FΔt＝p′－p 。
如果利用动量定理研究相互作用的两个物体，能得出怎样的关系呢？
F·Δt= mv' – mv0=Δp
F
v
v'
F
m1
m2
回顾：
思考：
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
1.用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）
对m2：
由动量定理得：
对m1：
由牛顿第三定律得：
新课讲授
推导结果：
一、探究相互作用的两个物体的动量改变
新课讲授
一、探究相互作用的两个物体的动量改变
由牛顿第二定律得：
对m2：
对m1：
由牛顿第三定律得：
推导结果：
系统
内力
外力
几个概念：
2.用牛顿运动定律推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
m2
m1
系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个力学系统
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
F2
F1
系统
内力
外力
新课讲授
一、探究相互作用的两个物体的动量改变
思考1：若水平面不光滑，是否还有以上的推导结果？
思考2：要使推导结果成立，应该满足什么条件？
新课讲授
二、动量守恒定律
1.内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。
2.表达式：
3.条件：
①系统不受外力（理想条件）或所受合外力为零（实际条件）
②虽然受外力不为零，但内力>>外力，且作用时间极短，如爆炸，碰撞类问题（近似条件）
③虽然受外力不为零，但某方向上不受外力，则该方向动量守恒。（某方向动量守恒，系统动量实际不一定守恒）（单向条件）
（1）p＝p′ 或 m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
（2）Δp＝0或 p′－p＝0
（3）Δp1＝－Δp2 或 m1Δv1＝－m2Δv2
（整个作用过程都保持不变）
对条件①的理解与思考：
如图所示，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻弹簧。
（1）烧断细绳后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们获得了动量，它们的总动量是否增加了？
（2）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，右边小车获得了动量，那么它们的总动量是否守恒？
（3）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，当弹簧恢复原长时，松开左边小车，哪个过程它们的总动量不守恒，哪个过程它们的总动量守恒？
新课讲授
二、动量守恒定律
（弹簧类问题）
例题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？
重力 G、摩擦力 f、支持力 N
外力远小于内力
动量守恒
v
m1
m2
系统
N1
N2
F2
F1
G1
G2
分析：
新课讲授
二、动量守恒定律
对条件②的理解与思考：
f1
f2
（碰撞，爆炸类问题）
例题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 。
解：火箭炸裂前的总动量为：
火箭炸裂后的总动量为：
根据动量守恒定律可得：
解得：
x
0
v
m1
v
新课讲授
二、动量守恒定律
对条件②的理解与思考：
v
新课讲授
二、动量守恒定律
对条件③的理解与思考：
例题1:如图所示,一辆沙车的总质量为 m0 ,静止于光滑的水平面上。一个质量为 m 的物体A以速度 v 落入沙车中, v 与水平方向成 θ 角,请思考:如果把沙车和物体A看作一个系统,那么系统的动量守恒吗 物体落入沙车后车的速度 v' 是多少
提示:物体和车作用时总动量不守恒,而水平面光滑,系统在水平方向上动量守恒,即 mvcos θ=(m0+m)v',得 ,方向与 v 的水平分量方向相同。
新课讲授
二、动量守恒定律
对条件③的理解与思考：
（某单一方向动量守恒问题）
例题2:斜面置于光滑水平面上，木块沿光滑斜面滑下，则木块与斜面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？
分析:
N
Mg
mg
N1
N′1
单摆小车
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：
新课讲授
应用总结：
新课讲授
二、动量守恒定律
生活场景（低速宏观）的应用
速滑接力比赛
斯诺克比赛
冰壶比赛
新课讲授
新课讲授
三、动量守恒定律的普适性
正负电子对撞实验
宇宙大爆炸
原子核裂变反应
高速微观领域的应用
①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。
②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。
课堂小结
动量守恒定律
（2）公式：m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'；m1 v1= -m2 v2
（3）条件
（1）内容： 如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变
①系统不受外力；
②系统受到外力，但外力的合力为零；
③系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力；
④在某一方向上不受外力或合外力为零或内力远大于外力。
四、课堂小结