1.3 动量守恒定律 (共22张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 1.3 动量守恒定律 (共22张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-23 14:24:35 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第一章 动量守恒定律
第3节 动量守恒定律
1.能运用动量定理分析碰撞现象中的动量变化。
2.在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。
3.了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。
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？
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。
F
F·Δt= mv' – mv0=Δp
v0
接下来我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？
F
m1
m2
动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系
01 相互作用的两个物体的动量改变
问题1：两个小球相撞后，它们的动量是否变化？动量改变的原因是什么？
两个小球相撞后，它们的各自的动量都发生改变，因为受到对方的冲量。
问题2：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？
v1
v2
v1′
v2′
m1
m1
m2
m2
碰 前
碰 后
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F2
F1
取向右为正方向
对A：
对B：
根据牛顿第三定律：
两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和
v> v
p′1+ p′2= p1+ p2
v
A
B
m2
m1
m2
m1
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
问题3：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？
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：我们把两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫做系统。
内力：系统内物体间的相互作用力叫做内力。
外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。
m2
m1
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
如果一个系统不受外力，或者所受合外力为0，无论这一系统的内部发生了何种形式的相互作用，这个系统的总动量保持不变。
1.内容：
2.公式：
(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
3.条件：
(1)系统不受外力；
(2)系统受到外力，但外力的合力为零。
(2)m1 v1= -m2 v2
02 动量守恒定律
(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力（如碰撞、爆炸等），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)
m
v1
v2
mv1+(-Mv2)=0
4.动量守恒定律的几个特性：
系统性 研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
相对性 应用时,系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系,通常均为对地的速度
瞬时性 初动量必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,末动量必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量,不同时刻的动量一般不能相加
矢量性 对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题,应先选取正方向,与选取的正方向一致的动量为正值,相反的为负值
思考与讨论：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？
弹簧对两辆小车的作用力大小相等，方向相反，两辆小车受到的外力的矢量和为0，系统总动量守恒。
烧断细线后，两辆小车动量大小相等，方向相反，总动量仍为0。
烧断细线前，系统静止，总动量为0；
例题：如图，在列车编组站里，一辆质量为1.8×104 kg的货车在平直轨道上以v1＝2 m/s 的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104 kg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。
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？
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
分析：
解: 已知 m1＝1.8×104 kg ，m2＝2.2×104 kg 。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： p＝m1v1
碰撞后的总动量为： p′＝(m1＋m2)v
根据动量守恒定律可得： (m1＋m2)v＝m1v1
解出 v＝＝ m/s＝0.9 m/s
两车结合后速度的大小为 0.9 m/s；v是正值，表示两车结合后仍沿坐标轴方向运动，即仍然向右运动。
o
x
应用动量守恒定律解题的基本步骤
（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；
（4）列：由动量守恒定律列方程；
（5）解：解方程，得出最后的结果，并对结果进行分析。
（1）牛顿运动定律和动量守恒定律不是等价的，动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域，而牛顿运动定律只适用于宏观、低速的情形。
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？
03 动量守恒定律的普适性
（2）应用动量守恒定律解决碰撞等问题时不涉及过程中的复杂受力情况，只涉及过程始末两个状态，与过程中力的细节无关。这样，问题往往能大大简化。
（3）动量守恒定律适用于任何形式的相互作用过程——碰撞、黏合、断裂、爆炸等。我们无法了解这些过程的细节，重要考察系统所受到合外力是否为零，以及系统中各部分的初末动量。这是应用动量守恒定律解题的优点。
1.(多选)关于动量守恒的条件，下列说法正确的是 ( )
A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒
B．只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒
C．系统加速度为零，系统动量一定守恒
D．只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒
BC
2.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量守恒、机械能不守恒
C．动量不守恒、机械能守恒
D．动量、机械能都不守恒
B
3.如图所示，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，槽底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始下滑，则小球下滑过程中（ ）
A．小球和槽组成的系统动量守恒
B．槽对小球的支持力不做功
C．重力对小球做功的瞬时功率一直增大
D．地球、小球和槽组成的系统机械能守恒
D
4.质量M=2 kg的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量mA=2 kg的木块A(可视为质点),如图所示。一颗质量mB=20 g的子弹以600 m/s的水平速度射穿A后,速度变为100 m/s,最后木块A未从车上掉下,求平板车最后的速度。
答案 2.5 m/s
第一章 动量守恒定律
第3节 动量守恒定律
1.能运用动量定理分析碰撞现象中的动量变化。
2.在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。
3.了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。
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？
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。
F
F·Δt= mv' – mv0=Δp
v0
接下来我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？
F
m1
m2
动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系
01 相互作用的两个物体的动量改变
问题1：两个小球相撞后，它们的动量是否变化？动量改变的原因是什么？
两个小球相撞后，它们的各自的动量都发生改变，因为受到对方的冲量。
问题2：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？
v1
v2
v1′
v2′
m1
m1
m2
m2
碰 前
碰 后
A
B
m2
m1
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F2
F1
取向右为正方向
对A：
对B：
根据牛顿第三定律：
两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和
v> v
p′1+ p′2= p1+ p2
v
A
B
m2
m1
m2
m1
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
问题3：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？
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：我们把两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫做系统。
内力：系统内物体间的相互作用力叫做内力。
外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫做外力。
m2
m1
N1
G1
N2
G2
F1
F2
系统
内力
外力
如果一个系统不受外力，或者所受合外力为0，无论这一系统的内部发生了何种形式的相互作用，这个系统的总动量保持不变。
1.内容：
2.公式：
(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
3.条件：
(1)系统不受外力；
(2)系统受到外力，但外力的合力为零。
(2)m1 v1= -m2 v2
02 动量守恒定律
(3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力（如碰撞、爆炸等），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)
m
v1
v2
mv1+(-Mv2)=0
4.动量守恒定律的几个特性：
系统性 研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
相对性 应用时,系统中各物体在相互作用前后的速度必须相对于同一惯性系,通常均为对地的速度
瞬时性 初动量必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,末动量必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量,不同时刻的动量一般不能相加
矢量性 对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题,应先选取正方向,与选取的正方向一致的动量为正值,相反的为负值
思考与讨论：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？
弹簧对两辆小车的作用力大小相等，方向相反，两辆小车受到的外力的矢量和为0，系统总动量守恒。
烧断细线后，两辆小车动量大小相等，方向相反，总动量仍为0。
烧断细线前，系统静止，总动量为0；
例题：如图，在列车编组站里，一辆质量为1.8×104 kg的货车在平直轨道上以v1＝2 m/s 的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104 kg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。
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？
m1
m2
系统
N1
N2
F2
内力
外力
F1
G1
G2
分析：
解: 已知 m1＝1.8×104 kg ，m2＝2.2×104 kg 。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： p＝m1v1
碰撞后的总动量为： p′＝(m1＋m2)v
根据动量守恒定律可得： (m1＋m2)v＝m1v1
解出 v＝＝ m/s＝0.9 m/s
两车结合后速度的大小为 0.9 m/s；v是正值，表示两车结合后仍沿坐标轴方向运动，即仍然向右运动。
o
x
应用动量守恒定律解题的基本步骤
（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；
（4）列：由动量守恒定律列方程；
（5）解：解方程，得出最后的结果，并对结果进行分析。
（1）牛顿运动定律和动量守恒定律不是等价的，动量守恒定律是一个独立的实验定律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域，而牛顿运动定律只适用于宏观、低速的情形。
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？
03 动量守恒定律的普适性
（2）应用动量守恒定律解决碰撞等问题时不涉及过程中的复杂受力情况，只涉及过程始末两个状态，与过程中力的细节无关。这样，问题往往能大大简化。
（3）动量守恒定律适用于任何形式的相互作用过程——碰撞、黏合、断裂、爆炸等。我们无法了解这些过程的细节，重要考察系统所受到合外力是否为零，以及系统中各部分的初末动量。这是应用动量守恒定律解题的优点。
1.(多选)关于动量守恒的条件，下列说法正确的是 ( )
A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒
B．只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒
C．系统加速度为零，系统动量一定守恒
D．只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒
BC
2.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量守恒、机械能不守恒
C．动量不守恒、机械能守恒
D．动量、机械能都不守恒
B
3.如图所示，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，槽底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始下滑，则小球下滑过程中（ ）
A．小球和槽组成的系统动量守恒
B．槽对小球的支持力不做功
C．重力对小球做功的瞬时功率一直增大
D．地球、小球和槽组成的系统机械能守恒
D
4.质量M=2 kg的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量mA=2 kg的木块A(可视为质点),如图所示。一颗质量mB=20 g的子弹以600 m/s的水平速度射穿A后,速度变为100 m/s,最后木块A未从车上掉下,求平板车最后的速度。
答案 2.5 m/s