人教版高一物理选修3-5第十六章 16.3 动量守恒定律（共25张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高一物理选修3-5第十六章 16.3 动量守恒定律（共25张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 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 | 2020-05-09 11:31:55 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
复习回顾：
1、动量：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量p，用公式表示为 p=mv
2、动量的变化?p
4、物体在一个过程始末的动量变化量等于它 在这个过程中所受力的冲量。
3、冲量：力与力的作用时间的乘积
I=Ft
3 动量守恒定律
一、系统 内力和外力
系统
由多个(至少两个)物体组成的研究对象
内力:系统内部物体施加的作用力
外力:系统外部物体施加的作用力
例如重力、地面支持力
m2
v1
v2
m1
问题设计
如图所示，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1>v2.当第二个小球追上第一个小球时两小球发生碰撞，碰撞后两小球的速度分别为v1′和v2′.
试确定:碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v1′＋m2v2′的关系?
碰 前
碰 后
对1号球用动量定理:
对2号球用动量定理：
-Ft= m2v'2 -m2v2
碰撞前的总动量为P=
P1+P2=m1v1+ m2v2，
碰撞后的总动量为P’=
P1’+P2’ = m1v'1+ m2v'2
二、动量守恒定律
1、推导
G2
N2
F
G1
N1
F
Ft= m1v'1- m1v1
由于两个物体碰撞过程中的每个时刻F都为相互作用力，因此上式对过程中的任意两时刻的状态都适用。因此我们说这个过程中动量是守恒的。
Ft= m1v'1- m1v1
-Ft= m2v'2 -m2v2
两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和
1、推导
结论：
说明：
1.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，这个结论叫做动量守恒定律。
2.数学表达式：
△p=0
△p1= -△p2（系统）
注：定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。
三 、 动量守恒定律
成立条件：
①不受外力或受外力矢量和为零。
②系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒。如爆炸、碰撞等过程可近似看着动量守恒。
③当系统在某个方向不受外力或外力之和为零，则该方向上动量守恒。
例1.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是( )
A．枪和子弹组成的系统，动量守恒
B．枪和车组成的系统动量守恒
C．枪、弹、车三者组成的系统动量守恒
D．枪、弹、车三者组成的系统，因枪和子弹间有摩擦力,故动量不守恒
C
实例分析
实例分析：
如图，人与小车静止在光滑的水平面上。
若：（1）人向右运动，小车将怎样运动？
（2）人向右运动过程中突然加速，小车将怎样运动？
（3）人向右运动过程中突然停下，小车将怎样运动？
例2.在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104 kg 的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。
答案：0.9 m/s
变式、车厢长度为l，质量为m1，静止于光滑的水平面上。车厢内有一质量为m2的物体以初速度v0向右运动，与车厢来回碰撞n次后静止于车厢内，这时车厢的速度为（ ）
A.v0，水平向右
B.0
C.m2v0/(m1+m2)
D.m2v0/ (m1-m2)
23
v0
2.爆炸过程初状态是指炸弹将要爆炸前瞬间的状态，末状态是指爆炸力刚停止作用时的状态，只要抓住过程的初末状态，即可根据动量守恒定律列式求解。
关于爆炸问题
1.爆炸问题的特点
最简单的爆炸问题是质量为M的物体，炸裂成两块，这样我们就可以认为未炸裂前是由质量为m和(M- m)的两块组成。爆炸过程时间短，爆炸力很大，炸裂的两块间的内力远大于它们所受的重力，所以可认为爆炸前后系统的动量守恒。
例 3.一枚在空中飞行的火箭，质量为 m，在某点的速度为 v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。
答案：
60。
v1
v2
v’
系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒：（取v2方向为正向）
例4.一辆质量为M的小车以速率v1在光滑的水平面上运动时，恰遇一质量为m，速率为v2物体以俯角600。的速度方向落在车上并陷于车里的砂中，求此后车的速度。
变式、某炮车的质量为M，炮弹的质量为m，炮弹射出炮口时相对于地面的速度为v，设炮车最初静止在地面上，若不计地面对炮车的摩擦力，炮车水平发射炮弹时炮车的速率为 。若炮身的仰角为α，则炮身后退的速率为 。
解：将炮弹和炮身看成一个系统，在水平方向不受外力的作用，水平方向动量守恒。所以：
0=mv-MV1 ∴V1=mv/M
0=mvcosθ-MV2 ∴V2=mvcosθ/M
四.应用动量守恒定律解题的一般步骤
(1)选取研究对象，确定物理过程，即选定在物理过程中满足动量守恒的系统
(2)选取正方向（或建立坐标系）和参考系（一般以地面为参考系）
(3)根据动量守恒定律列方程
(4)统一单位，代入数据，求解得结果
质量为m的子弹，以速度V0射入木块，在极短时间内，停留在质量为M2的木块B中，并和B达到共同的速度V1（水平面光滑）。请判断射入过程中系统动量是否守恒？若守恒，请列出方程式。
例 5
请分析接下来A、B（包括子弹）的运动情况，当弹簧被压缩到最短时，A、B速度有什么关系？并判断在这一过程中系统动量是否守恒？若守恒，请列出方程式。
五、适用范围
动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一。大到星球的宏观系统，小到基本粒子的微观系统，无论系统内各物体之间相互作用是什么力，只要满足条件，动量守恒定律都是适用的。
动量守恒定律
项目
公式
内容
对象
条件
特点
系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的动量就保持不变。
系统
研究的系统不受外力或合外力为零，或满足系统所受外力远小于系统内力。
动量是矢量，式中动量的确定一般取地球为参考系。
小结
1.在光滑水平面上有甲、乙两小球，它们的质量分别为1kg和4kg，甲球以10m/s的速度向右运动，乙球以5m/s的速度向左运动，两球发生正碰后，乙球以1m/s的速度继续向左运动。求：甲球碰撞后的速度
-6m/s 方向向左
课后练习
2.如图所示，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )
A. A和B都向左运动 B. A和B都向右运动
C. A静止，B向右运动 D. A向左运动，B向右运动
D
3.A、B两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体A的质量为mA＝4 kg，两球发生相互作用前后的运动情况如图所示，则：
(1)由图可知A、B两物体在________时刻发生碰撞，B物体的质量为mB＝________kg.
(2)碰撞过程中，系统的机械能损失多少？
t=2s
6
30J
复习回顾：
1、动量：物体的质量和速度的乘积，叫做物体的动量p，用公式表示为 p=mv
2、动量的变化?p
4、物体在一个过程始末的动量变化量等于它 在这个过程中所受力的冲量。
3、冲量：力与力的作用时间的乘积
I=Ft
3 动量守恒定律
一、系统 内力和外力
系统
由多个(至少两个)物体组成的研究对象
内力:系统内部物体施加的作用力
外力:系统外部物体施加的作用力
例如重力、地面支持力
m2
v1
v2
m1
问题设计
如图所示，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1>v2.当第二个小球追上第一个小球时两小球发生碰撞，碰撞后两小球的速度分别为v1′和v2′.
试确定:碰前总动量m1v1＋m2v2与碰后总动量m1v1′＋m2v2′的关系?
碰 前
碰 后
对1号球用动量定理:
对2号球用动量定理：
-Ft= m2v'2 -m2v2
碰撞前的总动量为P=
P1+P2=m1v1+ m2v2，
碰撞后的总动量为P’=
P1’+P2’ = m1v'1+ m2v'2
二、动量守恒定律
1、推导
G2
N2
F
G1
N1
F
Ft= m1v'1- m1v1
由于两个物体碰撞过程中的每个时刻F都为相互作用力，因此上式对过程中的任意两时刻的状态都适用。因此我们说这个过程中动量是守恒的。
Ft= m1v'1- m1v1
-Ft= m2v'2 -m2v2
两球碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和
1、推导
结论：
说明：
1.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，这个结论叫做动量守恒定律。
2.数学表达式：
△p=0
△p1= -△p2（系统）
注：定律的表达式是矢量式，解题时选取正方向后用正、负来表示方向，将矢量运算变为代数运算。
三 、 动量守恒定律
成立条件：
①不受外力或受外力矢量和为零。
②系统的内力远大于外力，可忽略外力，系统的总动量守恒。如爆炸、碰撞等过程可近似看着动量守恒。
③当系统在某个方向不受外力或外力之和为零，则该方向上动量守恒。
例1.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是( )
A．枪和子弹组成的系统，动量守恒
B．枪和车组成的系统动量守恒
C．枪、弹、车三者组成的系统动量守恒
D．枪、弹、车三者组成的系统，因枪和子弹间有摩擦力,故动量不守恒
C
实例分析
实例分析：
如图，人与小车静止在光滑的水平面上。
若：（1）人向右运动，小车将怎样运动？
（2）人向右运动过程中突然加速，小车将怎样运动？
（3）人向右运动过程中突然停下，小车将怎样运动？
例2.在列车编组站里，一辆 m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104 kg 的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。
答案：0.9 m/s
变式、车厢长度为l，质量为m1，静止于光滑的水平面上。车厢内有一质量为m2的物体以初速度v0向右运动，与车厢来回碰撞n次后静止于车厢内，这时车厢的速度为（ ）
A.v0，水平向右
B.0
C.m2v0/(m1+m2)
D.m2v0/ (m1-m2)
23
v0
2.爆炸过程初状态是指炸弹将要爆炸前瞬间的状态，末状态是指爆炸力刚停止作用时的状态，只要抓住过程的初末状态，即可根据动量守恒定律列式求解。
关于爆炸问题
1.爆炸问题的特点
最简单的爆炸问题是质量为M的物体，炸裂成两块，这样我们就可以认为未炸裂前是由质量为m和(M- m)的两块组成。爆炸过程时间短，爆炸力很大，炸裂的两块间的内力远大于它们所受的重力，所以可认为爆炸前后系统的动量守恒。
例 3.一枚在空中飞行的火箭，质量为 m，在某点的速度为 v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1。求炸裂后另一块的速度v2。
答案：
60。
v1
v2
v’
系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒：（取v2方向为正向）
例4.一辆质量为M的小车以速率v1在光滑的水平面上运动时，恰遇一质量为m，速率为v2物体以俯角600。的速度方向落在车上并陷于车里的砂中，求此后车的速度。
变式、某炮车的质量为M，炮弹的质量为m，炮弹射出炮口时相对于地面的速度为v，设炮车最初静止在地面上，若不计地面对炮车的摩擦力，炮车水平发射炮弹时炮车的速率为 。若炮身的仰角为α，则炮身后退的速率为 。
解：将炮弹和炮身看成一个系统，在水平方向不受外力的作用，水平方向动量守恒。所以：
0=mv-MV1 ∴V1=mv/M
0=mvcosθ-MV2 ∴V2=mvcosθ/M
四.应用动量守恒定律解题的一般步骤
(1)选取研究对象，确定物理过程，即选定在物理过程中满足动量守恒的系统
(2)选取正方向（或建立坐标系）和参考系（一般以地面为参考系）
(3)根据动量守恒定律列方程
(4)统一单位，代入数据，求解得结果
质量为m的子弹，以速度V0射入木块，在极短时间内，停留在质量为M2的木块B中，并和B达到共同的速度V1（水平面光滑）。请判断射入过程中系统动量是否守恒？若守恒，请列出方程式。
例 5
请分析接下来A、B（包括子弹）的运动情况，当弹簧被压缩到最短时，A、B速度有什么关系？并判断在这一过程中系统动量是否守恒？若守恒，请列出方程式。
五、适用范围
动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一。大到星球的宏观系统，小到基本粒子的微观系统，无论系统内各物体之间相互作用是什么力，只要满足条件，动量守恒定律都是适用的。
动量守恒定律
项目
公式
内容
对象
条件
特点
系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的动量就保持不变。
系统
研究的系统不受外力或合外力为零，或满足系统所受外力远小于系统内力。
动量是矢量，式中动量的确定一般取地球为参考系。
小结
1.在光滑水平面上有甲、乙两小球，它们的质量分别为1kg和4kg，甲球以10m/s的速度向右运动，乙球以5m/s的速度向左运动，两球发生正碰后，乙球以1m/s的速度继续向左运动。求：甲球碰撞后的速度
-6m/s 方向向左
课后练习
2.如图所示，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )
A. A和B都向左运动 B. A和B都向右运动
C. A静止，B向右运动 D. A向左运动，B向右运动
D
3.A、B两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体A的质量为mA＝4 kg，两球发生相互作用前后的运动情况如图所示，则：
(1)由图可知A、B两物体在________时刻发生碰撞，B物体的质量为mB＝________kg.
(2)碰撞过程中，系统的机械能损失多少？
t=2s
6
30J