1-2 动量 动量守恒定律 课件
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课件33张PPT。第一章 碰撞与动量守恒
第二节 动量 动量守恒定律1．理解冲量和动量的概念．
2．理解动量、动量的变化及冲量的矢量性，会计算一维的动量变化．
3．理解动量定理．
4．理解动量守恒定律及其表达式和适用条件，会用它来解析现象．拿鸡蛋碰石头的结果必然是鸡蛋粉身碎骨，那你是否能提出一个有效的设计方案，让石头同鸡蛋相碰以后鸡蛋仍然完好无损？
一只鸟也可将高速飞行的飞机的玻璃撞碎，为什么小小的飞禽能撞碎庞大的飞机呢？物体碰撞时相互作用力的大小，究竟与什么因素有关呢？
1．运动物体的________和它的________的乘积叫做物体的动量．用符号p表示．
2．动量是________量(填“标”或“矢”)，它的方向和________的方向相同，在国际单位制中，动量的单位是________，符号是________．
3．物体受到的力与力的________的乘积叫力的冲量，冲量是________量(填“标”或“矢”)，在国际单位制中，冲量的单位是________，符号是________． 质量速度 矢速度千克米每秒kg·m·s－1作用时间牛顿·秒N·s矢4．冲量与动量的改变量之间的关系为：物体所受________的冲量等于物体动量的________．
5．如果系统所受到的________，则系统的________保持不变，即系统动量守恒．合力改变量合外力为零总动量知识点1 动量1．对动量概念的理解．
(1)定义：运动物体的质量和它的速度的乘积叫做物体的动量，用符号p表示．
(2)定义式：p＝mv.
(3)单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kg·m/s.
(4)方向：动量是矢量，它的方向与速度的方向相同．(5)瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量，是状态量，因此在谈及动量时，必须明确是物体在哪个时刻或哪个状态的动量．
(6)相对性：选取不同的参考系，同一物体的速度可能不同，物体的动量也就不同，即动量具有相对性．在中学阶段，动量表达式中的速度一般是以地球为参考系的．2．动量的改变量．
(1)定义：物体某段时间内末动量与初动量的矢量差叫物体动量的改变量．
(2)定义式：Δp＝mv2－mv1.
(3)方向：动量的改变量Δp也是矢量，其方向与速度的改变量Δv的方向相同．
3．注意．
(1)动量是矢量，两个物体的动量相等，说明其大小相等，方向也相同．例1 (2)动量与动能都是描述物体运动状态的物理量，其大小关系为Ek＝或p＝；但两者有本质区别，动量是矢量，动能是标量．
(双选)下列关于动量的说法正确的是( )
A．质量大的物体的动量一定大
B．质量和速率都相同的物体的动量一定相同
C．一个物体的速率改变，它的动量一定改变
D．一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变解析：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量，动量定义式p＝mv，m大p不一定大，故选项A错误．
动量是矢量，它的方向与速度方向一致，故选项B错误，由动量定义式p＝mv可知v大小变化，动量变化，选项C正确．
一个物体的运动状态变化，它的速度发生变化，所以动量一定改变，选项D正确．
答案：CD?课堂训练
1．(双选)下列关于动量的说法中，正确的是( )
A．速度大的物体，它的动量不一定大
B．动量大的物体，它的速度不一定大
C．只要物体速度大小不变，则物体的动量也保持不变
D．竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一点时动量一定相同解析：动量的大小由质量和速度的乘积决定， 即p＝mv，故A、B两项正确；动量是矢量，其方向与速度方向相同，竖直上抛的物体两次经过同一点，方向相反，故C、D两项错误．
答案：AB知识点2 动量的变化量 冲量1．冲量．
(1)定义：物体受到的力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量，用符号I表示．
(2)定义式：I＝F·t.
(3)单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s.(4)方向：冲量是矢量：如果力的方向恒定，则冲量I的方向与力的方向相同；如果力的方向是变化的，则冲量的方向应与相应时间内物体动量变化量的方向相同．
(5)物理意义：冲量是描述力对物体作用时间的累积效果的物理量，力越大，力的作用时间越长，冲量越大．例2 下面对冲量的描述正确的是 ( )
A．物体受到很大的冲力时，其冲量一定很大
B．力F的方向与位移的方向垂直时，则力F的冲量为零
C．不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同
D．只要力的大小恒定，其冲量就等于力与时间的乘积2．动量定理．
(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量．
(2)表达式：Ft＝pt－p0＝mvt－mv0或I合＝Δp.解析：力的冲量是表述力的时间累积效果的，而冲力是一种短暂的、变化的作用力，前者是过程量，冲力很大，由于时间不确定，冲量不一定大，所以A不正确．
当F的方向与位移的方向垂直时，则力的功为零，但冲量与力的位移的夹角无关，力的冲量不为零．
I＝Ft的F为恒定的力，也可理解为方向不变的力在时间t内的平均力，如果力的方向变，则不能用Ft表示，故B、D也是错误的．
答案： C?课堂训练
2．把质量为10 kg的物体放在光滑的水平面上，如右下图所示，在与水平方向成53°的大小为10 N的力F作用下从静止开始运动，在2 s内力F对物体的冲量为多少？在2 s内合外力的冲量是多少？
解析：首先对物体进行受力分析：与水平方向成53°的拉力F，竖直向下的重力G、竖直向上的支持力N.由冲量定义可知，力F的冲量为：IF＝F·t＝10×2＝20 (N·s)，因为在竖直方向上，力F的分量Fsin 53°，重力G，支持力N的合力为零，合力的冲量也为零．所以，物体所受的合外力的冲量就等于力F在水平方向上的分力的冲量．所以I合＝Fcos 53°·t＝10×0.6×2＝12 (N·s)．
答案：见解析知识点3 动量守恒定律(1)系统：当研究两个物体相互碰撞时，可以把具有相互作用的两个物体称为系统．
(2)外力：系统外部的其他物体对系统的作用力叫外力．
(3)内力：系统内部物体间的相互作用力叫内力．
2．动量守恒定律．
(1)内容：物体在碰撞时如果系统所受到的合外力为零，则系统的总动量保持不变．课 堂
训 练 (2)表达式：
①p＝p′.
即系统相互作用前的总动量p和相互作用后的总动量p′大小相等，方向相同．系统总动量的求法遵循矢量运算法则．
②Δp＝p′－p＝0.
即系统总动量的增量为零．
③Δp1＝－Δp2.课 堂
训 练即将相互作用的系统内的物体分为两部分，其中一部分动量的增加量等于另一部分动量的减少量．
④当相互作用前后系统内各物体的动量都在同一直线上时，动量守恒定律可表示为代数式：
m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.
应用此式时，应先选定正方向，将式中各矢量转化为代数量，用正、负号表示各自的方向．式中v1、v2为初始时刻的瞬时速度，v1′、v2′为末时刻的瞬时速度，且它们一般均以地球为参照物．课 堂
训 练 (4)成立的条件．
①系统不受外力作用时，系统动量守恒；
②系统受外力但所受外力之和为零，则系统动量守恒；
③系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系统的动量可看成近似守恒；
④系统总的来看不符合以上三条中的任意一条，则系统的总动量不守恒．但是，若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在该方向上动量守恒．课 堂
训 练 (5)适用范围．
它是自然界最普遍，最基本的规律之一．不仅适用于宏观、低速领域，而且适用于微观、高速领域．小到微观粒子，大到天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的．
(6)注意．
动量守恒定律中的“总动量保持不变”，不仅指系统在初、末两个时刻的总动量相等，而且指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相等．课 堂
训 练例3 如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量不守恒、机械能不守恒课 堂
训 练 C．动量守恒、机械能不守恒
D．动量不守恒、机械能守恒解析：若以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒．而在子弹射入木块时，存在剧烈的摩擦作用，有一部分能量将转化为内能，机械能也不守恒．若分阶段研究，在子弹射入木块这一瞬间过程，取子弹与木块为系统则可认为动量守恒(此瞬间弹簧尚未形变)．子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中，课 堂
训 练机械能守恒，但动量不守恒．物理规律总是在一定条件下得出的，因此在分析问题时，不但要弄清取谁做研究对象，还要弄清过程的阶段的选取，判断各阶段满足物理规律的条件．
答案：B课 堂
训 练?课堂训练
3．放在光滑水平面上的A、B两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手分别控制小车处于静止状态，下面说法中错误的是( )
A．两手同时放开后，两车的总动量为零
B．先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右
C．先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右
D．两手同时放开，两车总动量守恒；两手放开有先后，两车总动量不守恒课 堂
训 练解析：把两车(含轻弹簧)作为一系统，当同时放开时，系统的总动量为零，由于系统受到的合外力为零，动量守恒，故两手同时放开后，两车的总动量为零，选项A正确．先放开右手，右边物体在弹簧弹力的作用下向右运动，再放开左手，系统的动量守恒，两车的总动量向右，选项B正确．同理分析，选项C错误．两手同时放开，系统受到的合外力为零，两车总动量守恒；两手放开有先后，只有两手都放开后才守恒，所以在整个过程中两车总动量不守恒，选项D正确．
答案： C
第二节 动量 动量守恒定律1．理解冲量和动量的概念．
2．理解动量、动量的变化及冲量的矢量性，会计算一维的动量变化．
3．理解动量定理．
4．理解动量守恒定律及其表达式和适用条件，会用它来解析现象．拿鸡蛋碰石头的结果必然是鸡蛋粉身碎骨，那你是否能提出一个有效的设计方案，让石头同鸡蛋相碰以后鸡蛋仍然完好无损？
一只鸟也可将高速飞行的飞机的玻璃撞碎，为什么小小的飞禽能撞碎庞大的飞机呢？物体碰撞时相互作用力的大小，究竟与什么因素有关呢？
1．运动物体的________和它的________的乘积叫做物体的动量．用符号p表示．
2．动量是________量(填“标”或“矢”)，它的方向和________的方向相同，在国际单位制中，动量的单位是________，符号是________．
3．物体受到的力与力的________的乘积叫力的冲量，冲量是________量(填“标”或“矢”)，在国际单位制中，冲量的单位是________，符号是________． 质量速度 矢速度千克米每秒kg·m·s－1作用时间牛顿·秒N·s矢4．冲量与动量的改变量之间的关系为：物体所受________的冲量等于物体动量的________．
5．如果系统所受到的________，则系统的________保持不变，即系统动量守恒．合力改变量合外力为零总动量知识点1 动量1．对动量概念的理解．
(1)定义：运动物体的质量和它的速度的乘积叫做物体的动量，用符号p表示．
(2)定义式：p＝mv.
(3)单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kg·m/s.
(4)方向：动量是矢量，它的方向与速度的方向相同．(5)瞬时性：动量是描述物体运动状态的物理量，是状态量，因此在谈及动量时，必须明确是物体在哪个时刻或哪个状态的动量．
(6)相对性：选取不同的参考系，同一物体的速度可能不同，物体的动量也就不同，即动量具有相对性．在中学阶段，动量表达式中的速度一般是以地球为参考系的．2．动量的改变量．
(1)定义：物体某段时间内末动量与初动量的矢量差叫物体动量的改变量．
(2)定义式：Δp＝mv2－mv1.
(3)方向：动量的改变量Δp也是矢量，其方向与速度的改变量Δv的方向相同．
3．注意．
(1)动量是矢量，两个物体的动量相等，说明其大小相等，方向也相同．例1 (2)动量与动能都是描述物体运动状态的物理量，其大小关系为Ek＝或p＝；但两者有本质区别，动量是矢量，动能是标量．
(双选)下列关于动量的说法正确的是( )
A．质量大的物体的动量一定大
B．质量和速率都相同的物体的动量一定相同
C．一个物体的速率改变，它的动量一定改变
D．一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变解析：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量，动量定义式p＝mv，m大p不一定大，故选项A错误．
动量是矢量，它的方向与速度方向一致，故选项B错误，由动量定义式p＝mv可知v大小变化，动量变化，选项C正确．
一个物体的运动状态变化，它的速度发生变化，所以动量一定改变，选项D正确．
答案：CD?课堂训练
1．(双选)下列关于动量的说法中，正确的是( )
A．速度大的物体，它的动量不一定大
B．动量大的物体，它的速度不一定大
C．只要物体速度大小不变，则物体的动量也保持不变
D．竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一点时动量一定相同解析：动量的大小由质量和速度的乘积决定， 即p＝mv，故A、B两项正确；动量是矢量，其方向与速度方向相同，竖直上抛的物体两次经过同一点，方向相反，故C、D两项错误．
答案：AB知识点2 动量的变化量 冲量1．冲量．
(1)定义：物体受到的力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量，用符号I表示．
(2)定义式：I＝F·t.
(3)单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s.(4)方向：冲量是矢量：如果力的方向恒定，则冲量I的方向与力的方向相同；如果力的方向是变化的，则冲量的方向应与相应时间内物体动量变化量的方向相同．
(5)物理意义：冲量是描述力对物体作用时间的累积效果的物理量，力越大，力的作用时间越长，冲量越大．例2 下面对冲量的描述正确的是 ( )
A．物体受到很大的冲力时，其冲量一定很大
B．力F的方向与位移的方向垂直时，则力F的冲量为零
C．不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同
D．只要力的大小恒定，其冲量就等于力与时间的乘积2．动量定理．
(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的改变量．
(2)表达式：Ft＝pt－p0＝mvt－mv0或I合＝Δp.解析：力的冲量是表述力的时间累积效果的，而冲力是一种短暂的、变化的作用力，前者是过程量，冲力很大，由于时间不确定，冲量不一定大，所以A不正确．
当F的方向与位移的方向垂直时，则力的功为零，但冲量与力的位移的夹角无关，力的冲量不为零．
I＝Ft的F为恒定的力，也可理解为方向不变的力在时间t内的平均力，如果力的方向变，则不能用Ft表示，故B、D也是错误的．
答案： C?课堂训练
2．把质量为10 kg的物体放在光滑的水平面上，如右下图所示，在与水平方向成53°的大小为10 N的力F作用下从静止开始运动，在2 s内力F对物体的冲量为多少？在2 s内合外力的冲量是多少？
解析：首先对物体进行受力分析：与水平方向成53°的拉力F，竖直向下的重力G、竖直向上的支持力N.由冲量定义可知，力F的冲量为：IF＝F·t＝10×2＝20 (N·s)，因为在竖直方向上，力F的分量Fsin 53°，重力G，支持力N的合力为零，合力的冲量也为零．所以，物体所受的合外力的冲量就等于力F在水平方向上的分力的冲量．所以I合＝Fcos 53°·t＝10×0.6×2＝12 (N·s)．
答案：见解析知识点3 动量守恒定律(1)系统：当研究两个物体相互碰撞时，可以把具有相互作用的两个物体称为系统．
(2)外力：系统外部的其他物体对系统的作用力叫外力．
(3)内力：系统内部物体间的相互作用力叫内力．
2．动量守恒定律．
(1)内容：物体在碰撞时如果系统所受到的合外力为零，则系统的总动量保持不变．课 堂
训 练 (2)表达式：
①p＝p′.
即系统相互作用前的总动量p和相互作用后的总动量p′大小相等，方向相同．系统总动量的求法遵循矢量运算法则．
②Δp＝p′－p＝0.
即系统总动量的增量为零．
③Δp1＝－Δp2.课 堂
训 练即将相互作用的系统内的物体分为两部分，其中一部分动量的增加量等于另一部分动量的减少量．
④当相互作用前后系统内各物体的动量都在同一直线上时，动量守恒定律可表示为代数式：
m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′.
应用此式时，应先选定正方向，将式中各矢量转化为代数量，用正、负号表示各自的方向．式中v1、v2为初始时刻的瞬时速度，v1′、v2′为末时刻的瞬时速度，且它们一般均以地球为参照物．课 堂
训 练 (4)成立的条件．
①系统不受外力作用时，系统动量守恒；
②系统受外力但所受外力之和为零，则系统动量守恒；
③系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系统的动量可看成近似守恒；
④系统总的来看不符合以上三条中的任意一条，则系统的总动量不守恒．但是，若系统在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在该方向上动量守恒．课 堂
训 练 (5)适用范围．
它是自然界最普遍，最基本的规律之一．不仅适用于宏观、低速领域，而且适用于微观、高速领域．小到微观粒子，大到天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的．
(6)注意．
动量守恒定律中的“总动量保持不变”，不仅指系统在初、末两个时刻的总动量相等，而且指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量相等．课 堂
训 练例3 如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量不守恒、机械能不守恒课 堂
训 练 C．动量守恒、机械能不守恒
D．动量不守恒、机械能守恒解析：若以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒．而在子弹射入木块时，存在剧烈的摩擦作用，有一部分能量将转化为内能，机械能也不守恒．若分阶段研究，在子弹射入木块这一瞬间过程，取子弹与木块为系统则可认为动量守恒(此瞬间弹簧尚未形变)．子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中，课 堂
训 练机械能守恒，但动量不守恒．物理规律总是在一定条件下得出的，因此在分析问题时，不但要弄清取谁做研究对象，还要弄清过程的阶段的选取，判断各阶段满足物理规律的条件．
答案：B课 堂
训 练?课堂训练
3．放在光滑水平面上的A、B两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手分别控制小车处于静止状态，下面说法中错误的是( )
A．两手同时放开后，两车的总动量为零
B．先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右
C．先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右
D．两手同时放开，两车总动量守恒；两手放开有先后，两车总动量不守恒课 堂
训 练解析：把两车(含轻弹簧)作为一系统，当同时放开时，系统的总动量为零，由于系统受到的合外力为零，动量守恒，故两手同时放开后，两车的总动量为零，选项A正确．先放开右手，右边物体在弹簧弹力的作用下向右运动，再放开左手，系统的动量守恒，两车的总动量向右，选项B正确．同理分析，选项C错误．两手同时放开，系统受到的合外力为零，两车总动量守恒；两手放开有先后，只有两手都放开后才守恒，所以在整个过程中两车总动量不守恒，选项D正确．
答案： C
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