3.1 动量守恒定律 （共18张PPT）
文档属性
| 名称 | 3.1 动量守恒定律 （共18张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 286.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-02 17:11:54 | ||
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文档简介
(共18张PPT)
16.3 动量守恒定律
一、动量守恒定律的推导：
如图，在水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别为m1、m2，沿同一直线同方向运动，速度分别为v1、v2， v1>v2。当第一个小球追上第二个小球时两球碰撞，碰后两球的速度分别为v1/、v2/。试推导两小球在碰撞过程中动量守恒。
V2
V1
二、动量守恒定律
1、内容：如果一个系统（即物体系）不受外力，或所受的外力的矢量和为零，则这个系统在相互作用的过程中总动量保持不变。
2、表达式：（以两个物体组成的系统为例）
方程一：m1v1+m2v2= m1v1/+m2v2/
即：作用前的总动量等于作用后的总动量。
方程二： Δp1= － Δp2
即：作用前后两物体的动量变化等大反向。
3、守恒条件：
⑴理想条件：相互作用过程中，系统不受外力或所外力的矢量和为零。
⑵近似条件：当相互作用的时间极短，且内力远大于外力时，外力的冲量可忽略不计，系统的动量可近似看作守恒。(如碰撞、爆炸、绳子绷紧等问题)
如：手榴弹在空中爆炸；两物体在粗糙的水平面上发生碰撞。
⑶注：动量是否守恒，与系统相互作用的内力的性质、大小均无关，这不同于机械能守恒。
4、定律的理解
⑴守恒的意义：始终相同。相互作用的过程中，每一个时刻，系统的总动量都相同。
⑵方程的性质：矢量方程。方程左边为某时刻(初始)系统内各物体的初动量的矢量和，方程右边为另一时刻(末了)系统内各物体的末动量的矢量和。对在同一直线上的动量守恒问题，列方程时必须先选定正方向，将矢量和转化为代数和。
⑶适用范围：普遍适用。动量守恒定律是自然界中的普遍规律。只要满足守恒条件，不管系统有多少个物体，不管是宏观物体还是微观物体，不管物体的速度多大都适用。
5、某方向的动量守恒定律
⑴内容：如果一个系统（即物体系）在某一方向不受外力，或该方向所受的外力的矢量和为零，则这个系统在相互作用的过程中该方向的总动量保持不变。
⑵表达式：（以两个物体组成的系统为例）
若：∑Fx=0，则：
方程一：m1v1x+m2v2x= m1v1x/+m2v2x/
方程二： Δp1x= － Δp2x
（举例说明某方向动量守恒问题）
注：某方向系统动量守恒，不能说成系统动量守恒。
例题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，与器壁来回发生多次碰撞，则在整个运动过程中AB组成的系统动量守恒吗？若容器内底部粗糙系统动量是否守恒？若地面粗糙系统动量是否守恒？
A B
⑴守恒⑵守恒⑶小球与两壁碰撞过程中动量近似守恒，小球在容器底部运动的过程中动量不守恒。
例题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：
m1 m2
⑴因μ1m1g=μ2m2g，系统动量守恒。
⑵P1：P2＝1：1
例题2：如图所示，平板小车C静止在光滑水平地面上。用细绳连接的物块A、B静止在小车上，它们之间有一压缩的轻质弹簧。已知mA：mB=2:1，弹簧与A、B无固接。现突然剪断细绳，则有：( )
A、若A、B与C的动摩擦因素相
等，则A、B组成的系统动量守恒。
B、若μB=2μA，则A、B组成的系统动量守恒。
C、无论A、B受到的摩擦力多大，由A、B组成的系统动量都不守恒。
D、无论A、B受到的摩擦力多大，由A、B、C组成的系统动量都守恒。
BD
B
A
例题3：⑴图甲中，斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则在A下滑的过程中AB组成的系统动量守恒吗？
⑵图乙中，小车B置于光滑水平面上，小球A沿粗糙的圆弧面滑下，则AB组成的系统动量守恒吗？
甲
乙
系统动量不守恒，水平方向动量守恒
例题4：如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，一小球通过轻绳系在小车的立柱上。现将小球拉至与悬点等高处由静止释放。不计空气阻力，轻绳始终处于伸直状态。小球在下摆的过程中，下列说法正确的是：( )
A、小球的机械能守恒，动量不守恒。
B、小球的机械能不守恒，动量也不守恒。
C、小球与小车组成的系统机械能和动量均守恒。
D、小球与小车组成的系统机械能和动量均不守恒。
B
三、动量守恒定律的应用
1、用动量守恒定律解题的基本步骤
第一步：选择研究对象。
动量定律的研究对象是多个物体组成的物体系。
第二步：选择研究过程，确定过程的初、末状态，并求出初、末状态物体的动量。
一般根据题目的已知量和所求的未知量来确定研究过程和初、末状态。研究过程可以是单一的过程，也可以是多阶段组成的复合过程。
第三步：分析系统受到的外力，判断系统在过程中动量是否守恒。
第四步：规定正方向，由动量守恒定律列方程。
对在一条直线上有相反方向的速度时，必须在解题过程中写明正方向。
第五步：根据题意和物理情景列出辅助方程。
辅助方程主要有：机械能守恒方程，相连物体间的速度关系式。
第六步：解方程组求解未知量，并根据正、负确定速度方向。
第七步：验证计算结果，确定答案的正确性，确定多解情况下答案的取、舍及意义。
例题5：质量均为M的两船A、B静止在水面上，A船上有一质量为m的人以速度v1跳向B船，又以速度v2跳离B船，再以v3速度跳离A船……，如此往返10次，最后回到A船上，求最终A、B两船的速度之比。
例题6：质量为50kg的小车静止在光滑水平面上，质量为30kg 的小孩以4m/s的水平速度跳上小车的尾部，他又继续跑到车头，以2m/s的水平速度（相对于地）跳下，求小孩跳下后小车的速度多大？
v=1.2m/s
例题7：一枚在空中飞行的导弹，质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平。导弹在该时刻突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块以速度v1沿与v的相反方向飞去。求炸裂后另一块的速度。
例题8：火车机车拉着一列车厢以v0速度在平直轨道上匀速前进，在某一时刻，最后一节质量为m的车厢与前面的列车脱钩，脱钩后该车厢在轨道上滑行一段距离后停下来，机车和前面车厢的总质量为M。设脱钩后机车的牵引力不变，且列车所受的阻力与其重力成正比。求脱钩后的车厢停止运动时，机车和前面车厢的速度大小（要求用两种不同方法求解）。
(m＋M)v0/M
例题9：如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小球通过一根长为L轻绳系在小车的立柱上。现将小球拉至与悬点等高处由静止释放。不计空气阻力，轻绳始终处于伸直状态。求小球摆到最低点时小车的速度和轻绳的拉力。
例题10：如图所示，质量为m的子弹水平地穿过木质摆锤后，速率由V减少到V/2 。已知摆锤的质量为M，摆线长为L。如果摆锤恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。重力加速度为g，不计一切摩擦。求：
⑴子弹的速度V为多少?
⑵击穿过程中产生的热量?
16.3 动量守恒定律
一、动量守恒定律的推导：
如图，在水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别为m1、m2，沿同一直线同方向运动，速度分别为v1、v2， v1>v2。当第一个小球追上第二个小球时两球碰撞，碰后两球的速度分别为v1/、v2/。试推导两小球在碰撞过程中动量守恒。
V2
V1
二、动量守恒定律
1、内容：如果一个系统（即物体系）不受外力，或所受的外力的矢量和为零，则这个系统在相互作用的过程中总动量保持不变。
2、表达式：（以两个物体组成的系统为例）
方程一：m1v1+m2v2= m1v1/+m2v2/
即：作用前的总动量等于作用后的总动量。
方程二： Δp1= － Δp2
即：作用前后两物体的动量变化等大反向。
3、守恒条件：
⑴理想条件：相互作用过程中，系统不受外力或所外力的矢量和为零。
⑵近似条件：当相互作用的时间极短，且内力远大于外力时，外力的冲量可忽略不计，系统的动量可近似看作守恒。(如碰撞、爆炸、绳子绷紧等问题)
如：手榴弹在空中爆炸；两物体在粗糙的水平面上发生碰撞。
⑶注：动量是否守恒，与系统相互作用的内力的性质、大小均无关，这不同于机械能守恒。
4、定律的理解
⑴守恒的意义：始终相同。相互作用的过程中，每一个时刻，系统的总动量都相同。
⑵方程的性质：矢量方程。方程左边为某时刻(初始)系统内各物体的初动量的矢量和，方程右边为另一时刻(末了)系统内各物体的末动量的矢量和。对在同一直线上的动量守恒问题，列方程时必须先选定正方向，将矢量和转化为代数和。
⑶适用范围：普遍适用。动量守恒定律是自然界中的普遍规律。只要满足守恒条件，不管系统有多少个物体，不管是宏观物体还是微观物体，不管物体的速度多大都适用。
5、某方向的动量守恒定律
⑴内容：如果一个系统（即物体系）在某一方向不受外力，或该方向所受的外力的矢量和为零，则这个系统在相互作用的过程中该方向的总动量保持不变。
⑵表达式：（以两个物体组成的系统为例）
若：∑Fx=0，则：
方程一：m1v1x+m2v2x= m1v1x/+m2v2x/
方程二： Δp1x= － Δp2x
（举例说明某方向动量守恒问题）
注：某方向系统动量守恒，不能说成系统动量守恒。
例题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，与器壁来回发生多次碰撞，则在整个运动过程中AB组成的系统动量守恒吗？若容器内底部粗糙系统动量是否守恒？若地面粗糙系统动量是否守恒？
A B
⑴守恒⑵守恒⑶小球与两壁碰撞过程中动量近似守恒，小球在容器底部运动的过程中动量不守恒。
例题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：
m1 m2
⑴因μ1m1g=μ2m2g，系统动量守恒。
⑵P1：P2＝1：1
例题2：如图所示，平板小车C静止在光滑水平地面上。用细绳连接的物块A、B静止在小车上，它们之间有一压缩的轻质弹簧。已知mA：mB=2:1，弹簧与A、B无固接。现突然剪断细绳，则有：( )
A、若A、B与C的动摩擦因素相
等，则A、B组成的系统动量守恒。
B、若μB=2μA，则A、B组成的系统动量守恒。
C、无论A、B受到的摩擦力多大，由A、B组成的系统动量都不守恒。
D、无论A、B受到的摩擦力多大，由A、B、C组成的系统动量都守恒。
BD
B
A
例题3：⑴图甲中，斜面B置于光滑水平面上，物体A沿光滑斜面滑下，则在A下滑的过程中AB组成的系统动量守恒吗？
⑵图乙中，小车B置于光滑水平面上，小球A沿粗糙的圆弧面滑下，则AB组成的系统动量守恒吗？
甲
乙
系统动量不守恒，水平方向动量守恒
例题4：如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，一小球通过轻绳系在小车的立柱上。现将小球拉至与悬点等高处由静止释放。不计空气阻力，轻绳始终处于伸直状态。小球在下摆的过程中，下列说法正确的是：( )
A、小球的机械能守恒，动量不守恒。
B、小球的机械能不守恒，动量也不守恒。
C、小球与小车组成的系统机械能和动量均守恒。
D、小球与小车组成的系统机械能和动量均不守恒。
B
三、动量守恒定律的应用
1、用动量守恒定律解题的基本步骤
第一步：选择研究对象。
动量定律的研究对象是多个物体组成的物体系。
第二步：选择研究过程，确定过程的初、末状态，并求出初、末状态物体的动量。
一般根据题目的已知量和所求的未知量来确定研究过程和初、末状态。研究过程可以是单一的过程，也可以是多阶段组成的复合过程。
第三步：分析系统受到的外力，判断系统在过程中动量是否守恒。
第四步：规定正方向，由动量守恒定律列方程。
对在一条直线上有相反方向的速度时，必须在解题过程中写明正方向。
第五步：根据题意和物理情景列出辅助方程。
辅助方程主要有：机械能守恒方程，相连物体间的速度关系式。
第六步：解方程组求解未知量，并根据正、负确定速度方向。
第七步：验证计算结果，确定答案的正确性，确定多解情况下答案的取、舍及意义。
例题5：质量均为M的两船A、B静止在水面上，A船上有一质量为m的人以速度v1跳向B船，又以速度v2跳离B船，再以v3速度跳离A船……，如此往返10次，最后回到A船上，求最终A、B两船的速度之比。
例题6：质量为50kg的小车静止在光滑水平面上，质量为30kg 的小孩以4m/s的水平速度跳上小车的尾部，他又继续跑到车头，以2m/s的水平速度（相对于地）跳下，求小孩跳下后小车的速度多大？
v=1.2m/s
例题7：一枚在空中飞行的导弹，质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平。导弹在该时刻突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块以速度v1沿与v的相反方向飞去。求炸裂后另一块的速度。
例题8：火车机车拉着一列车厢以v0速度在平直轨道上匀速前进，在某一时刻，最后一节质量为m的车厢与前面的列车脱钩，脱钩后该车厢在轨道上滑行一段距离后停下来，机车和前面车厢的总质量为M。设脱钩后机车的牵引力不变，且列车所受的阻力与其重力成正比。求脱钩后的车厢停止运动时，机车和前面车厢的速度大小（要求用两种不同方法求解）。
(m＋M)v0/M
例题9：如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小球通过一根长为L轻绳系在小车的立柱上。现将小球拉至与悬点等高处由静止释放。不计空气阻力，轻绳始终处于伸直状态。求小球摆到最低点时小车的速度和轻绳的拉力。
例题10：如图所示，质量为m的子弹水平地穿过木质摆锤后，速率由V减少到V/2 。已知摆锤的质量为M，摆线长为L。如果摆锤恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。重力加速度为g，不计一切摩擦。求：
⑴子弹的速度V为多少?
⑵击穿过程中产生的热量?