高二物理选修3-5 16.3 动量守恒定律 课件 （17张ppt人教版）
文档属性
| 名称 | 高二物理选修3-5 16.3 动量守恒定律 课件 （17张ppt人教版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1001.1KB | ||
| 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 | 2020-04-13 22:36:40 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
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1.常考点:
动量守恒定律成立的条件、表达式及相关计算
2.常考题型及难度:
常与动能定理、机械能守恒定律进行综合考查,
以计算题为主,难度较大。
16. 3 动量守恒定律
(1)系统: 相互作用的两个(或多个)物体所组成的整体通常称为系统。
(2)内力: 系统中各物体之间的相互作用力叫做内力。
(3)外力: 系统以外的其他物体对系统的作用力叫做外力。
要点解读：
1.内力和外力是相对的,与系统的选取有关。例如甲、乙、丙三个物体均有相互作用,如果以三个物体为系统,则甲、乙、丙相互之间的作用均为内力;如果以甲、乙两个物体为系统,则甲、乙间的相互作用为内力,丙对甲、乙的作用为外力。
2.当多个物体存在相互作用时,通常根据待求解的问题科学选取系统。
一、系统、内力和外力
例1.如图所示，木块B与一端固定在竖直墙上的水平弹簧相连放在光滑水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，入射时间极短。关于子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．子弹射入木块的过程中，系统受到的合外力为0
B．子弹对木块的摩擦力为内力
C．压缩弹簧的过程中，系统所受合外力增大
D．在木块压缩弹簧的过程中，系统机械能守恒
ABC
一、系统、内力和外力
两个物体
碰 前
碰 后
v1
v2
v1′
v2′
m1
m1
m2
m2
A
B
A
B
1.利用牛顿运动定律推导动量守恒定律
如图所示,在光滑水平桌面上沿同一直线向相同方向分别以速度、 (> )运动的质量为m1、m2的小球A、B发生碰撞,碰撞后的速度分别为、 。
二、动量守恒定律
设碰撞时两球受到的作用力恒定,分别为F1、F2,力的作用时间很短,用△t 表示.
F2
F1
由牛顿第二定律知 F1 =m1a1,F2=m2a2 根据加速度的定义有
由牛顿第三定律知 F1 = - F2 由以上几式得 m1 1 + m2 2 = m1 + m2
式中m1 1表示碰撞前A球的动量, m2 2表示碰撞前B球的动量,而m1 为碰撞后A球的动量, m2 为碰撞后B球的动量.
结论:两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和,即碰撞过程中系统的总动量守恒
2.动量守恒定律的内容
如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律.
二、动量守恒定律
(1)
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。
(2) 即系统总动量的增量为零
(3)
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。
二、动量守恒定律
3.动量守恒定律的数学表达式
(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：
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、负符号表示各自的方向。式中、 为初始时刻的瞬时速度, 、 为末时刻的瞬时速度,且它们一般均以地球为参照物。
二、动量守恒定律
(1)理想条件:系统不受外力作用时,系统动量守恒。
(2)理想条件:系统所受外力之和为零时,系统动量守恒。
(3)近似条件: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)单方向的动量守恒条件:系统受到的外力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。
二、动量守恒定律
4.动量守恒定律成立的条件
(1)系统性
动量守恒定律反映的是两个或两个以上物体组成的系统,在相互作用过程中的动量变化规律,所以动量守恒定律的研究对象是一个系统,而不是单个物体,应用动量守恒定律解题时,应明确所研究的系统是由哪得些物体构成的。
(2)矢量性： 动量守恒定律的表达式是一个矢量式,其矢量性表现在:
①系统的总动量在相互作用前后,不仅大小相等,同时方向也相同,因此系统初状态总动量的方向决定了末状态总动量的方向;
二、动量守恒定律
5.从“五性”理解动量守恒定律
②在求初、末状态系统的总动量时,要按矢量运算法则计算,如果初、末状态系统的总动量在一条直线上,可选定一个正方向,将矢量运算转化为代数运算。
(3)相对性
在动量守恒定律中,系统中各物体在相互作用前后的动量,必须相对于同一参 考系。解题时,常取地面为参考系,各物体的速度均为对地的速度。
(4)同时性
动量守恒定律中的p1、 p2 、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的 动量, …必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量。
二、动量守恒定律
(5)普适性
只要系统所受的合外力为0,不论系统内部物体之间的相互作用力性质如何,系统内各物体是否具有相同运动,物体相互作用时是否直接接触,相互作用后粘合在一起还是分裂成碎片,动量守恒定律均适用。动量守恒定律不仅适用于低速、宏观物体,还适用于高速(接近光速)运动的微观粒子。在自然界中,大到天体的相互作用,小到基本粒子间的相互作用,都遵守动量守恒定律。
二、动量守恒定律
例2．下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（ ）
在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，
子弹和木块组成的系统
剪断细线，弹簧恢复原长的过程，M、N和 弹簧组成的系统
两球匀速下降，细线断裂后，它们在水中运动的过程中，
两球组成的系统（不计水的阻力）
木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中,
木块和斜面体组成的系统
A.
B.
C.
D.
AC
二、动量守恒定律
例3.（多选）如图所示，A、B两物体质量之比mA：mB＝3：2，原来静止在平板小车
C上，AB间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ）
A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则A、B组成的系统动量守恒
B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同，则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、C组成系统的动量守恒
D．若A、B所受的摩擦力大小不相等，A、B、C组成系统的动量守恒
BCD
A
B
二、动量守恒定律的一般解题步骤
应用动量守恒定律的解题步骤:
明确研究对象,确定系统的组成
受力分析,分清内力、外力,确定动量是否守恒
规定正方向,确定初、末动量
代入数据,求出结果并讨论说明
根据动量守恒定律,建立方程
例4.一人站在静止于冰面的小车上，人与车的总质量M＝70kg，当遇到一个质量m＝20kg、速度v0＝5m/s、水平向右滑行的木箱后，人立即以相对于冰面v′＝2m/s的速度水平向左将木箱推出，（不计冰面阻力，人和车相对静止）。求小车获得的速度？
二、动量守恒定律的一般解题步骤
变式.如图所示,传送带以v0 =2m/s的水平速度把质量m=20kg的行李包运送到原来静止在光滑地面上、质量M=30kg的小车上,若行李包与小车上表面间的动摩擦因数u=0.4,设小车足够长,则行李包从滑上小车至在小车上滑到最远处所经历的时间是多少?(重力加速度g取10m/s2)
二、动量守恒定律的一般解题步骤
作业
1.复习今天所讲基础内容，
完成第3节大本上的练习题。
2.明天上习题课，完成课件上的题目。
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1.常考点:
动量守恒定律成立的条件、表达式及相关计算
2.常考题型及难度:
常与动能定理、机械能守恒定律进行综合考查,
以计算题为主,难度较大。
16. 3 动量守恒定律
(1)系统: 相互作用的两个(或多个)物体所组成的整体通常称为系统。
(2)内力: 系统中各物体之间的相互作用力叫做内力。
(3)外力: 系统以外的其他物体对系统的作用力叫做外力。
要点解读：
1.内力和外力是相对的,与系统的选取有关。例如甲、乙、丙三个物体均有相互作用,如果以三个物体为系统,则甲、乙、丙相互之间的作用均为内力;如果以甲、乙两个物体为系统,则甲、乙间的相互作用为内力,丙对甲、乙的作用为外力。
2.当多个物体存在相互作用时,通常根据待求解的问题科学选取系统。
一、系统、内力和外力
例1.如图所示，木块B与一端固定在竖直墙上的水平弹簧相连放在光滑水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，入射时间极短。关于子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．子弹射入木块的过程中，系统受到的合外力为0
B．子弹对木块的摩擦力为内力
C．压缩弹簧的过程中，系统所受合外力增大
D．在木块压缩弹簧的过程中，系统机械能守恒
ABC
一、系统、内力和外力
两个物体
碰 前
碰 后
v1
v2
v1′
v2′
m1
m1
m2
m2
A
B
A
B
1.利用牛顿运动定律推导动量守恒定律
如图所示,在光滑水平桌面上沿同一直线向相同方向分别以速度、 (> )运动的质量为m1、m2的小球A、B发生碰撞,碰撞后的速度分别为、 。
二、动量守恒定律
设碰撞时两球受到的作用力恒定,分别为F1、F2,力的作用时间很短,用△t 表示.
F2
F1
由牛顿第二定律知 F1 =m1a1,F2=m2a2 根据加速度的定义有
由牛顿第三定律知 F1 = - F2 由以上几式得 m1 1 + m2 2 = m1 + m2
式中m1 1表示碰撞前A球的动量, m2 2表示碰撞前B球的动量,而m1 为碰撞后A球的动量, m2 为碰撞后B球的动量.
结论:两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和,即碰撞过程中系统的总动量守恒
2.动量守恒定律的内容
如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律.
二、动量守恒定律
(1)
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。
(2) 即系统总动量的增量为零
(3)
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。
二、动量守恒定律
3.动量守恒定律的数学表达式
(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：
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、负符号表示各自的方向。式中、 为初始时刻的瞬时速度, 、 为末时刻的瞬时速度,且它们一般均以地球为参照物。
二、动量守恒定律
(1)理想条件:系统不受外力作用时,系统动量守恒。
(2)理想条件:系统所受外力之和为零时,系统动量守恒。
(3)近似条件: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)单方向的动量守恒条件:系统受到的外力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。
二、动量守恒定律
4.动量守恒定律成立的条件
(1)系统性
动量守恒定律反映的是两个或两个以上物体组成的系统,在相互作用过程中的动量变化规律,所以动量守恒定律的研究对象是一个系统,而不是单个物体,应用动量守恒定律解题时,应明确所研究的系统是由哪得些物体构成的。
(2)矢量性： 动量守恒定律的表达式是一个矢量式,其矢量性表现在:
①系统的总动量在相互作用前后,不仅大小相等,同时方向也相同,因此系统初状态总动量的方向决定了末状态总动量的方向;
二、动量守恒定律
5.从“五性”理解动量守恒定律
②在求初、末状态系统的总动量时,要按矢量运算法则计算,如果初、末状态系统的总动量在一条直线上,可选定一个正方向,将矢量运算转化为代数运算。
(3)相对性
在动量守恒定律中,系统中各物体在相互作用前后的动量,必须相对于同一参 考系。解题时,常取地面为参考系,各物体的速度均为对地的速度。
(4)同时性
动量守恒定律中的p1、 p2 、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的 动量, …必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量。
二、动量守恒定律
(5)普适性
只要系统所受的合外力为0,不论系统内部物体之间的相互作用力性质如何,系统内各物体是否具有相同运动,物体相互作用时是否直接接触,相互作用后粘合在一起还是分裂成碎片,动量守恒定律均适用。动量守恒定律不仅适用于低速、宏观物体,还适用于高速(接近光速)运动的微观粒子。在自然界中,大到天体的相互作用,小到基本粒子间的相互作用,都遵守动量守恒定律。
二、动量守恒定律
例2．下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（ ）
在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，
子弹和木块组成的系统
剪断细线，弹簧恢复原长的过程，M、N和 弹簧组成的系统
两球匀速下降，细线断裂后，它们在水中运动的过程中，
两球组成的系统（不计水的阻力）
木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中,
木块和斜面体组成的系统
A.
B.
C.
D.
AC
二、动量守恒定律
例3.（多选）如图所示，A、B两物体质量之比mA：mB＝3：2，原来静止在平板小车
C上，AB间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（ ）
A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则A、B组成的系统动量守恒
B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同，则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、C组成系统的动量守恒
D．若A、B所受的摩擦力大小不相等，A、B、C组成系统的动量守恒
BCD
A
B
二、动量守恒定律的一般解题步骤
应用动量守恒定律的解题步骤:
明确研究对象,确定系统的组成
受力分析,分清内力、外力,确定动量是否守恒
规定正方向,确定初、末动量
代入数据,求出结果并讨论说明
根据动量守恒定律,建立方程
例4.一人站在静止于冰面的小车上，人与车的总质量M＝70kg，当遇到一个质量m＝20kg、速度v0＝5m/s、水平向右滑行的木箱后，人立即以相对于冰面v′＝2m/s的速度水平向左将木箱推出，（不计冰面阻力，人和车相对静止）。求小车获得的速度？
二、动量守恒定律的一般解题步骤
变式.如图所示,传送带以v0 =2m/s的水平速度把质量m=20kg的行李包运送到原来静止在光滑地面上、质量M=30kg的小车上,若行李包与小车上表面间的动摩擦因数u=0.4,设小车足够长,则行李包从滑上小车至在小车上滑到最远处所经历的时间是多少?(重力加速度g取10m/s2)
二、动量守恒定律的一般解题步骤
作业
1.复习今天所讲基础内容，
完成第3节大本上的练习题。
2.明天上习题课，完成课件上的题目。