课件15张PPT。第十六章 动量守恒定律第一节 实验：探究碰撞中的不变量生活中的各种碰撞现象撞车生活中的各种碰撞现象打桩机打桩 碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．
两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．
物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒)． 如图所示，A、B是悬挂起
来的钢球，把小球A拉起使其悬
线与竖直线夹一角度a，放开后
A球运动到最低点与B球发生碰
撞，碰后B球摆幅为β角．
如两球的质量mA=mB，碰后A球静止，B球摆角β=α，这说明A、B两球碰后交换了速度；
如果mA>mB，碰后A、B两球一起向右摆动；
如果mA 以上现象说明A、B两球碰撞后，速度发生了变化，当A、B两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1、一维碰撞
我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动．
这种碰撞叫做一维碰撞．实验探究的基本思路 2．追寻不变量
在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．
设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前它们速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1’、v2’．
规定某一速度方向为正．
碰撞前后速度的变化和物体的质量m的关系，我们可以做如下猜测： ①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”．
②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量． 1．实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动;
2．用天平测量物体的质量；
3．测量两个物体在碰撞前后的速度．
速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件．实验条件的保证、实验数据的测量 将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体(如上图)。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。用小车研究碰撞实验记录及分析(a-1)实验记录及分析(a-2)实验记录及分析(a-3)实验记录及分析(a-4)小结 基本思路
(一维碰撞)与物体运动有关的物理量可能有哪些？
碰撞前后哪个物理量可能是不变的？需要考虑
的问题碰撞必须包括各种情况的碰撞;
物体质量的测量(天平);
碰撞前后物体速度的测量(利用光电门或打点计时器等).作业：P6①②课件16张PPT。http://lihua.enteach.net第十六章 动量守恒定律第二节 动量守恒定律（一）动量上节的探索使我们看到，不论哪一种形式的碰
撞，碰撞前后物体mv的矢量和保持不变。物理学中把mv定义为动量，用p表示。说明：1、动量是矢量，其方向就是v的方向。2、动量是状态量，对应的是时刻的概念。3、单位是kg.m/s。4、动量运算遵循平行四边形法则。笛卡儿最先提出了动量具有守恒性的思想，把物体的质量与速率的乘积叫做动量。1668年，惠更斯在《关于碰撞对物体运动的影响》一文中，明确指出了动量的方向性和守恒性。牛顿用质量与速度的乘积定义动量，表述了动量的方向性及守恒关系。有关史实例题1一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平
向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,
沿着同一直线以6m/s的速度向左运动，碰撞
前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的
动量变化了多少？正方向注意：动量是矢量，解决此类问题都要首先选取正方向。本题选向右为正方向。碰前：碰后：动量的变化：系统 内力和外力系统：两个或两个以上的物体组成的研究对象。内力：系统物体之间的相互作用力。外力：系统外的物体对系统的作用力。动量守恒定律内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢
量和为零，这个系统的总动量保持不变。公式表示：对于两个物体组成的系统，可表为：说明：1、动量守恒定律是矢量表达式。2、在总动量一定的情况下，每个物体的动量
可以发生很大的变化。3、必须正确区分内力和外力。满足动量守恒的三种情况：1、系统不受外力或者所受外力的矢量和为零。2、系统内物体之间的内力远远大于外力（例
如手榴弹爆炸）。3、系统所受合外力不为零，但在某一方向上
受力为零，则在系统这一方向上动量守恒。应用动量守恒定律解题的一般步骤：1、明确研究对象（选某个物体或某几个物体
构成的系统）。2、对研究对象进行受力分析，判断是否满足
动量守恒的条件。（前面介绍的三种情况）。3、条件成立，则根据动量守恒定律列方程。
（注意要选取正方向）。4、求解，验证。例题2(课本)练习1：甲、乙两位同学静止在光滑的冰面上，甲推
了乙一下，结果两人向相反方向滑去。甲推
乙前，他们的总动量为零。甲推乙后，他们
都有了动量，总动量还等于零吗？已知甲的
质量为50kg，乙的质量为45kg，甲乙的速率
之比是多大？解：选甲乙两人构成的系统为研究对象。因为在光滑冰面上的摩擦力可以忽略，故系统所受外力的矢量和为零，满足动量守恒的条件。所以甲推乙后，他们的总动量仍然为零。取甲的运动方向为正方向，由动量守恒定律练习关于动量守恒定律的各种理解中，正确的是：
A.相互作用的物体如果所受外力的合力为零，则它们的总动量保持不变；
B.动量守恒是指相互作用的物体在相互作用前后动量保持不变；
C.无论相互作用力是什么性质的力，只要系统满足守恒条件，动量守恒定律都适用；
D.系统物体之间的作用力对系统的总动量没有影响。ACD谢谢！课件9张PPT。第十六章 动量守恒定律第三节 动量守恒定律（二）两个小球的总动量P= A Bv1v2m1m2v2>v1P1+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’=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，则根据动量定理得P1’+P2’ = m1v'1+ m2v'2F1t= m1v'1- m1v1F2t= m2v'2- m2v2而F1=-F2光滑平面一、动量守恒定律与牛顿运动定律 F1t=-F2t
m1v1’- m1v1=-(m2v2’- m2v2)
m1v1+ m2v2= m1v'1+ m2v'2
P=P’ （碰撞前后的总动量不变）△P1= -△P2二、动量守恒定律的普适性所有相互作用的系统（微观粒子、天体）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，与器壁发生碰撞，则AB组成的系统动量守恒吗？例2：水平面上两个小木块，质量分别为m1、m2，且m2=2m1，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，则在弹簧伸长的过程中（弹簧质量不计）
1、系统动量守恒吗？
2、两木块动量大小之比：1：1守恒例3：斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则AB组成的系统动量守恒吗？
思考1：为什么人站在置于光滑水平面的车上，
连续的敲打车的一端只能左右反复地运动呢？ 思考2：一热气球正在匀速上升，突然从气球里掉出来一个物体，其后若把热气球和掉出来的物体看成一个系统，动量守恒吗？再见课件12张PPT。第十六章 动量守恒定律第四节 碰撞一、弹性碰撞与非弹性碰撞1、概念：碰撞中的相互作用力存在摩擦力或介质阻力，碰撞中有内能或其它形式能的产生，相互作用后，系统的动能减少。碰撞中的相互作用力是弹力、电场力，碰撞中只有物体间动能、势能的转化，相互作用前后，系统的动能保持不变。弹性碰撞:非弹性碰撞:完全非弹性碰撞:两个物体碰撞后结为一体，系统的动能减少最多2、弹性碰撞研究: ① 若m1=m2 ，可得v1’=0 ，v2’=v1 ， 相当于 两球交换速度． ③若 m2>>m1 ， 则v1’= -v1 ， v2’=0 ． ④ 若 m1 >> m2 ， 则v1’= v1，v2’=2v1 ． ② 若m1>m2 ， 则v1’>0；且v2’一定大于0
若m1 3、非弹性碰撞：4、完全非弹性碰撞：2.非对心碰撞:碰撞前后物体不在同一条直线上运动,且碰撞后速度都偏离原来方向，也称为斜碰。二、对心碰撞与非对心碰撞1. 对心碰撞:碰撞前后物体在同一条直线上运动，也叫正碰. 粒子散射后,速度方向向着各个方向.散射是研究物质微观结构的重要方法——卢瑟福做α粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说。三、散射--微观粒子的碰撞碰撞的规律:1. 遵循动量守恒定律.2. 能量不会增加.3. 物体位置不突变.4. 碰撞只发生一次.内力远大于外力.只有弹性碰撞的动能守恒.但速度可以突变.在没有外力的情况下,不是分离就是共同运动. 例1.在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m. 现B球静止，A球向B球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为Ep，则碰前A球的速度等于 （ ）解：设碰前A球的速度等于v0，
两球压缩最紧时的速度为v1， 由动量守恒定律 mv0=2mv1 由机械能守恒定律 1/2 × mv02= 1/2×2mv12 +EPC例2.甲乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏．甲和他的冰车的总质量共为M=30kg，乙和他的冰车的总质量也是30kg．游戏时，甲推着一质量为m=15km的箱子，和他一起以大小为v0=2m/s的速度滑行．乙以同样大小的速度迎面滑来．为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子到乙处时乙迅速把它抓住．若不计冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出，才能避免和乙相碰？解：由动量守恒定律（向右为正）对甲、乙和箱(M+M+m)V1=(M+m-M)V0 对甲和箱（向右为正）
(M+m)V0=MV1+mvx 对乙和箱
-MV0+mvx =(M+m)V1VX=5.2m/s V1=0.4m/s练习：用轻弹簧相连的质量均为m=2㎏的A、B两物体都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧处于原长，质量M = 4㎏的物体C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者粘在一起运动，在以后的运动中，求：
（1）当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度。
（2）弹性势能的最大值是多大？ 课件13张PPT。第十六章 动量守恒定律第五节 反冲运动 火箭学习目标
1、进一步巩固动量守恒定律
2、知道反冲运动和火箭的工作原理
3、了解反冲运动的应用
4、了解航天技术的发展和应用提问：实验1、2中，气球、车为什么会向后退呢？实验3中，细管为什么会旋转起来呢？1.定义:当一个物体向某一方向射出（或抛出）它的一部分时，这个物体的剩余部分将向相反方向运动。这就是反冲运动。2.特点：在反冲运动中，系统的合外力一般不为零；但反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可认为反冲运动中系统动量是守恒的。一.反冲运动:二.反冲运动的应用和防止 美国：隐形“117”美国：F16法国幻影”2000自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢？
履带表面有较深的突起抓地钩型设计？
摩擦系数较大，止退。
止退犁，看到了吗？止退犁上又有两个液压缓冲器。这一切都是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的。榴弹炮①介绍一下我国古代的火箭。？
②现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处？
③现代火箭主要用途是什么？
④现代火箭为什么要采用多级结构？ 思考题：？三.火箭:最早的载人火箭的记录是明代一名叫万户的人，他坐在绑有几十支火箭的椅子上。手拿两个大风筝，叫人点燃火箭，想使自己飞上天去，但他失败了，而且为此献出了生命。他的为科学献身的精神是令人敬佩和值得我们学习的。M为火箭开始时的质量，m为火箭喷气终止时质量，v为相对地面的喷气速度，则火箭的最终速度为Vm，则有：单级火箭的最终速度火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，喷出气体相对地面的速度为v=1000m/s，设火箭的初质量M=300kg，发动机每秒喷气20次在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭1s末的速度为 m/s例题：练习：质量为M的气球上有一质量为m的人，共同静止在距地面高H的空中，现在从气球中放下一根不计质量的软绳至少为多长，人才能安全到达地面？课件17张PPT。第十六章 动量守恒定律第六节 用动量概念表示牛顿第二定律一、用动量概念表示牛顿第二定律 假设物体m受到恒力F的作用，做匀变速直线运动。在时刻t物体的初速度为v，在时刻t′的末速度为v′牛顿第二定律的另一种表达方式：
F=?P/?t
表示：物体动量的变化率等于它所受到的力二、动量定理1、冲量：力与力的作用时间的乘积
表达式：I=Ft
单位：N.s
物理意义：反映了力的作用对时间的积累效应
方向：冲量是矢量，恒力的冲量与力的方向相同例一、放在水平面上质量为m的物体，用一水平力F推它t秒，但物体始终没有移动，则这段时间内F对物体的冲量为（ ）
A、0 B、Ft
C、mgt D、不能确定2、动量定理
内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合外力的冲量.
表达式：P′-P=I
mv′-mv=F(t′-t)3、对动量定理的理解
A、动量定理是矢量式，合外力的冲量方向与物体动量变化的方向相同．
B、动量定理的适用范围
动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值．课本例题：
一个质量为0.18㎏的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s，球棒对垒球的平均作用力有多大？ I和ΔP可以互求，当力为恒力时往往用Ft来求；当力为变力是，只能用ΔP来求。C、应用动量定理解题的一般步骤
（1）确定研究对象和物理过程，(研究对象可以是一个物体，也可以是质点组。研究过程的各个阶段物体的受力情况可能不同)并对研究对象做出受力分析．
（2）选定正方向，确定在物理过程中研究对象所受合外力的冲量和动量的变化量．
（3）由动量定理列等式，统一单位后代入数据求解．4、定性讨论动量定理的应用在动量变化一定的情况下,如果需要增大作用力,必须缩短作用时间.如果需要减小作用力,必须延长作用时间-------缓冲作用.
请你举一些动量定理应用的实例？例三、如图所示，把重物G压在纸带上，用一水平力缓缓拉动纸带，重物跟着一起运动；若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释这种现象的正确说法是（ ）
A、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大
B、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小
C、在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大
D、在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小小结：动量定理：合外力的冲量等于物体的动量变化．
动量定理在生产生活中有广泛的应用．作业：
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。求这段时间内网对运动员的平均作用力。（g取10m/s2)
