1.3动量守恒定律 课件（共17张ppt）物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 1.3动量守恒定律 课件（共17张ppt）物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 14.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-07-28 08:53:32 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
第一章 动量守恒定律
第3节 动量守恒定律
对于其他物体的碰撞也是这样的吗？怎么证明这一结论呢？
第一节中通过分析一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，得出碰撞前后两小车的动量之和不变的结论。
思考与讨论
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
请用已学知识推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）
一、相互作用的两个物体的动量改变
问题1：物体A、B受到哪些力的作用？影响动量变化的是哪些力的冲量？这些冲量之间有什么关系？
问题2：规定初速度方向为正，结合牛三定律和动量定理分别列出求解两个物体动量变化的表达式，比较整体碰撞前后的动量之和，你有什么发现？
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
对m2：
由动量定理得：
对m1：
由牛顿第三定律得：
推导结果：
结论：两个物体碰撞前后总动量保持不变
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）
一、相互作用的两个物体的动量改变：
问题3：碰撞时的相互作用力是变力，上述推导结果仍然成立吗？
问题4：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况有什么特点呢？
问题5：碰撞系统满足动量守恒的条件是什么呢？
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
1.内容：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。
2.公式：(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
(2) p=0（系统总动量的变化量为0）
(3) p1=- p2 （两物体动量的变化量大小相等、方向相反）
3.条件：
(1)系统不受外力或所受外力的合力为零(理想守恒)
(2)系统所受合外力不为零，但系统内力远大于外力（近似守恒）
(3)系统在某一方向上合力为零，则在这一方向上动量守恒.(某方向守恒)
二、动量守恒定律
如图所示，光滑的水平面上两小车中间夹一压缩的轻弹簧，两手分别按住小车使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，试分析：
(1)两手同时放开，两车的动量均不为0，它们的总动量是否增加了？
(2)若先放开左手，再放开右手后，系统的总动量是否为0？若不为零，方向如何？之后系统的总动量是否守恒？
思考与讨论
例1：如图，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2m/s的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。
典型例题
v
m1
m2
火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接
例2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度大小为v，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度大小为v1 。求炸裂后瞬间另一块的速度v2 。
解：以火箭初速度方向为正方向，则炸裂前的总动量为
火箭炸裂后的总动量为
根据动量守恒定律可得：
解得：
v
v1
v2
p'=(m-m1)v2-m1v1
mv=(m-m1)v2-m1v1
总结
用动量守恒定律解题的步骤
明确研究对象，确定系统的组成
研究过程并受力分析，确定动量是否守恒
规定正方向，确定初、末动量
根据动量守恒定律，建立守恒方程
代入数据，求出结果并讨论说明
例3：如图所示，光滑水平面上静止着一质量为M的小车，小车上有一光滑的、半径为R的1/4圆弧轨道，右侧有一固定竖直挡板。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法中正确的是
A.小球下滑过程中，小车和小球组成的系统动量守恒
B.小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方
向上动量守恒
C.撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成
的系统动量守恒
D.撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成
的系统在水平方向上动量守恒
当小球沿光滑圆弧轨道下滑时，小球和小车组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，A错误
小球下滑过程中，小车静止且受到挡板水平方向的弹力，即小球和小车组成的系统水平方向所受合外力不为零，小车和小球组成的系统在水平方向上动量不守恒，B错误
撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，但在水平方向上所受合外力为0，水平方向动量守恒，故C错误D正确
变形拓展
若质量为M的1/4圆弧滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来。设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时，两物体的速度有何关系？两物体速度为多大？
1、小球运动到最高点，速度具有什么特点呢？
最高点小球竖直方向上的速度为零，只有水平速度且与光滑弧面速度相等
2、此时速度为多大？
由系统水平方向动量守恒：mv0＝(M+m)v
变形拓展
若质量为M的1/4圆弧滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来。设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时，两物体的速度有何关系？两物体速度为多大？
3、若小球能冲出圆弧轨道，之后它做什么运动呢？
冲出圆弧轨道时，小球有一个竖直分速度，同时和轨道有一个相同的水平分速度，所以冲出轨道的小球将做斜抛运动
动量守恒定律的普适性
探究思考
既然许多问题可以通过牛顿运动定律解决，为什么还要研究动量守恒定律？
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。
牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。
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。
这些领域，牛顿运动定律不再适用。
低速宏观领域的应用
高速微观领域的应用
第一章 动量守恒定律
第3节 动量守恒定律
对于其他物体的碰撞也是这样的吗？怎么证明这一结论呢？
第一节中通过分析一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，得出碰撞前后两小车的动量之和不变的结论。
思考与讨论
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
请用已学知识推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）
一、相互作用的两个物体的动量改变
问题1：物体A、B受到哪些力的作用？影响动量变化的是哪些力的冲量？这些冲量之间有什么关系？
问题2：规定初速度方向为正，结合牛三定律和动量定理分别列出求解两个物体动量变化的表达式，比较整体碰撞前后的动量之和，你有什么发现？
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
对m2：
由动量定理得：
对m1：
由牛顿第三定律得：
推导结果：
结论：两个物体碰撞前后总动量保持不变
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）
一、相互作用的两个物体的动量改变：
问题3：碰撞时的相互作用力是变力，上述推导结果仍然成立吗？
问题4：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况有什么特点呢？
问题5：碰撞系统满足动量守恒的条件是什么呢？
v
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
1.内容：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。
2.公式：(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
(2) p=0（系统总动量的变化量为0）
(3) p1=- p2 （两物体动量的变化量大小相等、方向相反）
3.条件：
(1)系统不受外力或所受外力的合力为零(理想守恒)
(2)系统所受合外力不为零，但系统内力远大于外力（近似守恒）
(3)系统在某一方向上合力为零，则在这一方向上动量守恒.(某方向守恒)
二、动量守恒定律
如图所示，光滑的水平面上两小车中间夹一压缩的轻弹簧，两手分别按住小车使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，试分析：
(1)两手同时放开，两车的动量均不为0，它们的总动量是否增加了？
(2)若先放开左手，再放开右手后，系统的总动量是否为0？若不为零，方向如何？之后系统的总动量是否守恒？
思考与讨论
例1：如图，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2m/s的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。
典型例题
v
m1
m2
火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接
例2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度大小为v，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度大小为v1 。求炸裂后瞬间另一块的速度v2 。
解：以火箭初速度方向为正方向，则炸裂前的总动量为
火箭炸裂后的总动量为
根据动量守恒定律可得：
解得：
v
v1
v2
p'=(m-m1)v2-m1v1
mv=(m-m1)v2-m1v1
总结
用动量守恒定律解题的步骤
明确研究对象，确定系统的组成
研究过程并受力分析，确定动量是否守恒
规定正方向，确定初、末动量
根据动量守恒定律，建立守恒方程
代入数据，求出结果并讨论说明
例3：如图所示，光滑水平面上静止着一质量为M的小车，小车上有一光滑的、半径为R的1/4圆弧轨道，右侧有一固定竖直挡板。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法中正确的是
A.小球下滑过程中，小车和小球组成的系统动量守恒
B.小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方
向上动量守恒
C.撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成
的系统动量守恒
D.撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成
的系统在水平方向上动量守恒
当小球沿光滑圆弧轨道下滑时，小球和小车组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，A错误
小球下滑过程中，小车静止且受到挡板水平方向的弹力，即小球和小车组成的系统水平方向所受合外力不为零，小车和小球组成的系统在水平方向上动量不守恒，B错误
撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，但在水平方向上所受合外力为0，水平方向动量守恒，故C错误D正确
变形拓展
若质量为M的1/4圆弧滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来。设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时，两物体的速度有何关系？两物体速度为多大？
1、小球运动到最高点，速度具有什么特点呢？
最高点小球竖直方向上的速度为零，只有水平速度且与光滑弧面速度相等
2、此时速度为多大？
由系统水平方向动量守恒：mv0＝(M+m)v
变形拓展
若质量为M的1/4圆弧滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来。设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时，两物体的速度有何关系？两物体速度为多大？
3、若小球能冲出圆弧轨道，之后它做什么运动呢？
冲出圆弧轨道时，小球有一个竖直分速度，同时和轨道有一个相同的水平分速度，所以冲出轨道的小球将做斜抛运动
动量守恒定律的普适性
探究思考
既然许多问题可以通过牛顿运动定律解决，为什么还要研究动量守恒定律？
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。
牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。
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。
这些领域，牛顿运动定律不再适用。
低速宏观领域的应用
高速微观领域的应用