1.3 动量守恒定律 (共23张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册

(共23张PPT)
第一章 动量守恒定律
第3节 动量守恒定律
有两位同学原来静止在滑冰场上，不论谁推谁一下(如图)，两个人都会向相反方向滑去，他们的动量都发生了变化。两个人本来都没有动量，现在都有了动量，他们的动量变化遵从什么规律呢？现在来探究这个规律。
思考：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？
v2
v1
v2′
v1′
m2
m2
m1
m1
碰前
碰后
碰中
v> v
两个小球相撞后，它们各自的动量都发生了改变，因为碰撞过程中受到了对方的冲量。
知识点一：相互作用的两个物体的动量改变
思考：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？
v2
v1
v2′
v1′
m2
m2
m1
m1
碰前
碰后
碰中
v> v
F2
F1
对m1：
对m2：
根据牛顿第三定律：F1= -F2 ，故：
m1的动量的增加量等于m2的动量的减少量
v2
v1
v2′
v1′
m2
m2
m1
m1
碰前
碰后
碰中
v> v
F2
F1
m1的动量的增加量等于m2的动量的减少量
两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和,即总动量守恒
①相互作用力：F1= -F2 ，故：
②
：m1的动量的增加量等于m2的动量的减少量
③一对相互作用力引起两个物体动量的转移，但不会改变系统的总动量。
相互作用的两个物体的动量改变
思考：如果水平面不光滑，碰撞前后，m1的动量增加量是否还等于的m2动量减少量呢？
v2
v1
v2′
v1′
m2
m2
m1
m1
碰前
碰后
碰中
v> v
F2
F1
对m1：
对m2：
即：m1的动量的增加量不等于m2的动量的减少量
m2
m1
思考：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？
F1
F2
N1
G1
N2
G2
两个相互作用的物体在所受外力的矢量和为0的情况下动量守恒
系统
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。
知识点二：动量守恒定律
①系统：两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫做系统。
②内力：系统中物体间的相互作用力叫做内力。
③外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力叫做外力。
1.内力和外力
内力的冲量不会改变系统的总动量。
外力的冲量会引起系统总动量的变化，除非合外力为0。
m2
m1
F1
F2
N1
G1
N2
G2
系统
2.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 0，这个系统的总动量保持不变。
（2）表达式：
系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量
系统总动量增量为0
两物体动量增量大小相等、方向相反
① p＝p′
p1＋p2＝p′1＋p′2
m1v′1＋ m2v′2 ＝ m1v1 ＋m2v2
②Δp＝0
③Δ p1 ＝– Δ p2
①系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不仅仅是初、末两个状态的总动量相等。
②系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化。
③系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。
★ 对系统“总动量保持不变”的理解
①当F内F外时，系统动量可视为守恒；
如抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，火药施加的作用力远大于其重力，重力完全可以忽略不计，动量视为守恒；两节火车车厢在铁轨上相碰时，在碰撞瞬间，车厢间的作用力远大于铁轨给车厢的摩擦力，动量视为守恒。
②若系统受到的合外力不为零，但在某个方向上的合外力为零，则这个方向的动量守恒。
3. 适用条件：系统不受外力或者所受外力的和为零。
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
⑤解：解方程，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；
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。牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。
2.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。
3.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。
4.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。
知识点三：动量守恒定律的普适性
1. 关于系统动量守恒的条件，下列说法中正确的是（ ）
A．只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒
B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒
C．只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒
D．系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒
C
2.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
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
4.(多选)如图1所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量m=2 kg的物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化的情况如图2所示,则下列说法正确的是( )
A.木板获得的动能为1 J
B.系统损失的机械能为4 J
C.木板A的最小长度为1.5 m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
AD
5.如图所示,光滑水平面上A、B两小车质量都是M,A车上站立一质量为m的人,两车在同一直线上相向运动。为避免两车相撞,人从A车跳到B车上,最终A车停止运动,B车获得反向速度v0。
(1)求两小车和人组成的系统的初动量大小。
(2)为避免两车相撞,若要求人跳跃速度尽量小,则人跳上B车后,A车的速度为多大
答案 (1)(M+m)v0 (2)
一、相互作用的两个物体的动量改变
二、动量守恒定律
三、动量守恒定律的普适性
内容
表达式： m1v1 + m2v2 ＝ m1v1′ + m2v2′
适用条件