人教版高中物理 选择性必修第一册 1.3 动量守恒定律 课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
第三节 动量守恒定律
教学目标
1理解系统、内力、外力概念.
2知道动量守恒定律内容及表达式。
3理解系统动量守恒的条件。
4知道动量守恒定律的普遍意义。
5 会用动量守恒定律解决实际问题。
前面已经学习了动量定理，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个系统的动量又将如何？
思考
从生活现象引入：两个同学静止在滑冰场上,总动量为0，用力推开后，总动量为多少？
猜猜
准备：将两个质量相等的小车静止地放在光滑的水平面上，它们之间装有弹簧，并用细线把它们拴在一起。
剪断细线
根据上面实验
现象：
两小车同时运动。
说明：
两小车弹开后速度的大小总是 。
两小车的动量大小 ，方向 ，两辆小车的总动量为 。
相等
相反
零
相等
m1 m2
一、动量守恒定律的推导
得出结论：
两个物体在相互作用的前后，它们的总动量是一样的，我们能否用理论证明？
两个小球碰撞前总动量P=
A B
v1
v2
m1
m2
v2>v1
P1+P2=m1v1+ m2v2，
当B追上A时，两球发生碰撞，设碰撞后的速度分别是v‘1和v'2
碰撞后的总动量为P’=
P1’+P2’ = m1v'1+ m2v'2
光滑平面
一、动量守恒定律的推导
我们能否证明P=P’
m1 a1=-m2a2
m1(v'1-V1)\△t=-m2(v2’- v2) \ △t
P1’-P1=-P2’ +P2 （△P1= -△P2）
m1v1+ m2v2= m1v'1+ m2v'2
P=P’ （碰撞前后的总动量不变）
a1=F1\m1
a2=F2\m2
而F1=-F2
设碰撞过程中AB两球所受的平均作用力分别是F1和F2，
力的作用时间是△t ，根据牛顿第二定律得
由于两个物体在碰撞过程中每时每刻都有F1=-F2，因此P=P’对过程中的任意两时刻的状态都适用，也就是说系统的动量在整个过程中一直保持不变，因此我们说这个过程中动量是守恒的。
二、动量守恒定律的内容及表达式
1、研究对象：力学系统。
①力学系统：由相互作用的物体（两个或以上）组成。
②系统外力：系统以外的物体对系统内物体的作用力。
③系统内力：系统内部物体间的相互作用力。
A B
v1
v2
m1
m2
两个小球相互作用的时刻，各受到几个作用力？如果A和B看成一个系统，哪些力是内力？哪些是外力？
2、内容：相互作用的物体组成的系统，如果不受外力作用或它们所受外力矢量和为零，则系统的总动量保持不变。
即：系统相互作用前总动量等于相互作用后总动量（P=P‘）
3、表达式：
m1v1+ m2v2= m1v'1+ m2v'2
三：动量守恒条件
1实际条件：系统不受外力或外力的矢量和为零。
2近似条件：系统内力远大于外力，且作用时间极短，如爆炸、碰撞等过程可近似看做动量守恒。
3推广条件：当系统在某个方向不受外力或外力之和为零，则该方向上动量守恒。
四、如何判断系统动量守恒
条件：系统不受外力或外力矢量和为零
确定系统
分析外力
进行判断
例1：容器B置于光滑水平面上，小球A在容器中沿光滑水平底面运动，与器壁发生多次碰撞，则AB组成的系统动量守恒吗？
A B
实际条件
m1 m2
例2：水平面上两个小木块，质量分别为m1、m2，且m2=2m1=2m如图，烧断细绳后，两木块分别向左右运动，若它们与水平面的动摩擦因数u1=2u2=2u则在弹簧伸长的过程中（弹簧质量不计）
问：两木块和弹簧组成系统
动量守恒吗？
守恒
思考？
实际条件
f1=2umg f2=2umg
炸弹在空中爆炸过程中动量守恒吗？
水平方向爆炸
竖直方向爆炸
近似条件
例3：斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则AB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？
推广条件
竖直方向失重：N<(M+m)g系统动量不守恒。
水平方向：系统不受外力动量守恒。
N
Mg
mg
a
ax
ay
全都光滑
木块和弹簧组成的系统动量是否守恒？
五：动量守恒定律解题应用
不符合任何条件
例题甲、乙两物体沿同一直线相向运动，甲的速度是
3m／s，乙物体的速度是1m／s．碰撞后甲、乙两物体都
沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是2m／s．
求甲、乙两物体的质量之比是多少？
首先判断系统动量是否守恒
解：设甲物体初速度v1方向为正方向．
碰前：v1=+3m/s，v2=-2m/s
碰后：
根据动量守恒定律：
移项整理后可得：
代入数值后得：
4、使用动量守恒定律公式应注意的几点：
□矢量式，必须规定正方向，方向与其一致的动量取正值；
□ v1、v2、v‘1、v’2 必须相对于同一参考系的速度（如地面或同一运动的物体）
□v1和v2是同一时刻的速度。
、 v'1和v'2 是另外同一时刻的速度。
课堂练习1
讲案14页
课堂练习2
讲案15页
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。火箭在该点突然炸成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反方向飞去，速度为v1.求炸裂后另一块的速度v2
既然许多问题都可以用牛顿运动定律解决,那为什么还要学习动量守恒定律呢？
因为动量守恒定律比牛顿运动定律有优越性和普适性。
1优越性：
牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程中的力，有的时候力的形式很复杂，甚至是变化的，解起来很困难，甚至不能求解。但是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，解题方便。
2普适性：
对于高速（接近光速）微观（小到分子、原子尺寸）领域，牛顿运动定律不再适用，而动量守恒定律仍然正确。
项目 动量守恒定律
内容
公式
应用对象
动量守恒条件
特点
m1v1+ m2v2= m1v'1+ m2v'2
小 结
系统不受外力或所受外力矢量和为零，这个系统的动量就保持不变
两个或以上物体以上组成的系统
系统不受外力或所受外力矢量和为零
动量是矢量，式中动量的确定一般取地面为参考系。