1.1 动量守恒定律 第1课时 课件 (1)

课件32张PPT。高中物理·选修3-5·鲁科版第1章　动量守恒研究
第2节　动量守恒定律 第1课时[目标定位]　1.理解动量守恒定律的内容，以及其适用条件.2.会用牛顿运动定律推导动量守恒定律.3.知道什么是反冲运动，了解它在实际中的应用．一、系统、内力与外力
1．系统：相互作用的 物体组成一个力学系统．
2．内力：系统内物体间的相互作用力．
3．外力：系统 物体对系统内物体的作用力．预习导学两个或多个 外部 二、动量守恒定律
1．内容：如果一个系统 ，或者 ，这个系统的总动量保持不变．
2．表达式：对两个物体组成的系统，常写成：
p1＋p2＝ 或m1v1＋m2v2＝ .
3．成立条件
(1)系统不受外力作用．
(2)系统受外力作用，但合外力 .预习导学不受外力 所受外力为零 p1′＋p2′ m1v1′＋m2v2′ 为零 想一想　如图1－2－1所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？为什么？预习导学图1－2－1 答案　不能．把帆船和电风扇看做一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反，这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时，船仍保持静止．预习导学4．动量守恒定律的普适性
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 领域．预习导学一切 想一想　动量守恒定律和牛顿运动定律的适用范围是否一样？
答案　动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广，自然界中，大到天体的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵循动量守恒定律，而牛顿运动定律有其局限性，它只适用于低速运动的宏观物体，对于运动速度接近光速的物体，牛顿运动定律不再适用．预习导学三、反冲运动与火箭
1．反冲：根据动量守恒定律，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分向 .方向运动的现象．
2．火箭
(1)原理：火箭的飞行应用了 的原理，靠喷出气流的 作用来获得巨大速度．
(2)影响火箭获得速度大小的因素：一是喷气速度，喷气速度 ，火箭能达到的速度越大．二是燃料质量，燃料质量 ，负荷 ，火箭达到的速度也就越大．预习导学相反 反冲 反冲 越大 越大 越小 3．反冲现象的应用及防止
(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边 ，可以自动改变喷水的方向．
(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的 ，所以用步枪射击时要把枪身抵在 ，以减少反冲的影响．预习导学旋转 准确 性 肩部 想一想　为什么反冲运动系统动量守恒？
答案　反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的.预习导学一、对动量守恒定律的理解
1．研究对象
相互作用的物体组成的系统．
2．动量守恒定律的成立条件
(1)系统不受外力或所受合外力为零．
(2)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力，此时动量近似守恒．
(3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒．课堂讲义课堂讲义3．动量守恒定律的几个性质
(1)矢量性．公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算．
(2)相对性．速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1′和v2′应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度．
(3)同时性．相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1′、v2′应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度．课堂讲义【例1】　如图1－2－2所示，A、B两物体质量之比mA∶mB＝3∶2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑．当弹簧突然释放后，则 (　　)图1－2－2 课堂讲义A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒
B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成系统的动量守恒
C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成系统的动量守恒
D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒
答案　BCD课堂讲义解析　如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力fA向右，fB向左，由于mA∶mB＝3∶2，所以fA∶fB＝3∶2，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A选项错；对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D选项均正确；若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确．课堂讲义针对训练1　下列情形中，满足动量守恒条件的是 (　　)
A．用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量
B．子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量
C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量
D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量
答案　B课堂讲义解析　A中竖直方向合力不为零；C中墙壁受地面的作用力；D中棒球受人手的作用，故合力均不为零，不符合动量守恒的条件．课堂讲义二、动量守恒定律的简单应用
1．动量守恒定律的表达式及含义
(1)p＝p′：系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′.
(2)Δp1＝－Δp2：相互作用的两个物体组成的系统，一个物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方向相反．
(3)Δp＝0：系统总动量增量为零．
(4)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′：相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和．课堂讲义2．应用动量守恒定律的解题步骤
(1)确定相互作用的系统为研究对象；
(2)分析研究对象所受的外力；
(3)判断系统是否符合动量守恒条件；
(4)规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号；
(5)根据动量守恒定律列式求解．课堂讲义【例2】　质量m1＝10 g的小球在光滑的水平桌面上以v1＝30 cm/s的速率向右运动，恰遇上质量为m2＝50 g的小球以v2＝10 cm/s的速率向左运动，碰撞后，小球m2恰好停止，则碰后小球m1的速度大小和方向如何？
答案　20 cm/s　方向向左课堂讲义解析　碰撞过程中，两小球组成的系统所受合外力为零，动量守恒．设向右为正方向，则各小球速度为v1＝30 cm/s，v2＝－10 cm/s；v2′＝0.
由动量守恒定律列方程m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，
代入数据得v1′＝－20 cm/s.
故小球m1碰后的速度的大小为20 cm/s，方向向左．
借题发挥　处理动量守恒应用题“三步曲”
(1)判断题目涉及的物理过程是否满足动量守恒的条件．
(2)确定物理过程及其系统内物体对应的初、末状态的动量．
(3)确定正方向，选取恰当的动量守恒的表达式列式求解．课堂讲义【例3】　将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑．开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，方向相反并在同一直线上，如图1－2－3所示．

(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？
(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？图1－2－3 课堂讲义答案　(1)1 m/s　向右
(2)0.5 m/s　向右
解析　两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒．设向右为正方向．
(1)据动量守恒得：mv甲－mv乙＝mv甲′，代入数据解得
v甲′＝v甲－v乙＝(3－2) m/s＝1 m/s，方向向右．课堂讲义课堂讲义三、对反冲运动的理解
1．反冲运动的特点
(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．
(2)反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以可以用动量守恒定律来处理．
(3)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加．课堂讲义2．讨论反冲运动应注意的两个问题
(1)速度的反向性
对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲速度方向与抛出部分的速度方向必然相反．
(2)速度的相对性
一般都指对地速度．课堂讲义【例4】　质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上，如图1－2－4所示．若再次以相同力压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边 (　　)图1－2－4 课堂讲义答案　D课堂讲义针对训练2　(2014·福建高考)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为________．(填选项前的字母)图1－2－5 课堂讲义答案　D再见