2019-2020学年人教版选修3-5第十六章动量守恒定律第三节动量守恒定律PPT(22张)

(共22张PPT)
第3节　
动量守恒定律
v
A
B
m2
m1
v>
v
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
问题：请猜想两物体碰撞前后的总动量的关系？
你还有其他的推导方法吗？
v
A
B
m2
m1
v>
v
m2
m1
m2
m1
A
B
光滑
F1
F2
牛顿运动定律推导：
动量守恒定律：
1.内容：如果一个系统不受外力或所受合外力为零，这个系统的动量保持不变。
（1）守恒式
（2）转移式
2.表达式：
动量守恒定律理解注意什么？
动量守恒定律：
如果一个系统不受外力或所受合外力为零，这个系统的动量保持不变。
3、理解注意：
(1)条件性：系统所受合外力为零
A
B
光滑水平面
3、理解注意：
(1)条件性：系统所受合外力为零
动量守恒定律
如果一个系统不受外力或所受合外力为零，这个系统的动量保持不变。
研究对象
(2)系统性:研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
(3)矢量性:动量守恒定律的表达式为矢量方程，解题时应选取统一的正方向
(4)相对性:各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)
(5)同一性:动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′、…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量
1、判断题(1)只要系统合外力做功为零，系统动量就守恒。(
)(2)系统动量不变是指系统的动量大小和方向都不变。(
)(3)系统的动量守恒时，机械能也一定守恒。(
)(4)动量守恒定律表达式m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′一定是矢量式，应用时一定要规定正方向，且其中的速度必须相对同一个参考系。(
)(5)若在光滑水平面上的两球相向运动，碰后均变为静止，则两球碰前的动量大小一定相同。(
)
答案：1(×);2(√);3(×);4(√);5(√)
2.下列叙述的情况中，系统动量不守恒的是(　　)
A.如图甲所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统
B．如图乙所示，子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统
C．子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统
D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时
解析：选C　对于人和车组成的系统，人和车之间的力是内力，系统所受的外力有重力和支持力，合力为零，系统的动量守恒；子弹射入木块过程中，虽然子弹和木块之间的力很大，但这是内力，木块放在光滑水平面上，系统所受合力为零，动量守恒；子弹射入紧靠墙角的木块时，墙对木块有力的作用，系统所受合力不为零，系统的动量减小；斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，虽然受到重力作用，合力不为零，但爆炸的内力远大于重力，动量近似守恒。故选C。
3.如图所示，站在车上的人，用锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤子都静止。假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是(　　)
A．连续敲打可使小车持续向右运动
B．人、车和锤子组成的系统机械能守恒
C．当锤子速度方向竖直向下时，人和车水平方向的总动量为零
D．人、车和锤子组成的系统动量守恒
解析：选C　人、车和锤子整体看作一个处在光滑水平地面上的系统，水平方向上所受合外力为零，故水平方向上动量守恒，总动量始终为零，当锤子有相对大地向左的速度时，车有向右的速度，当锤子有相对大地向右的速度时，车有向左的速度，故车做往复运动，故A错误；锤子击打小车时，发生的不是完全弹性碰撞，系统机械能有损耗，故B错误；锤子的速度竖直向下时，没有水平方向速度，因为水平方向总动量恒为零，故人和车水平方向的总动量也为零，故C正确；人、车和锤子在水平方向上动量守恒，因为锤子会有竖直方向的加速度，故锤子竖直方向上合外力不为零，竖直动量不守恒，系统总动量不守恒，故D错误。
如图所示，质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动．当t=0时，质量mA=2kg的小铁块A以v2=2
m/s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，g=10m/s2，
求：A在小车上停止运动时，小车的速度大小。
设小车的加速度为a1，小铁块的加速度为a2，运动时间为t；
用牛顿运动定律
所以
-v1+a1t=v2
-a2t
解得：t＝0.5s
由牛顿运动定律得：
得：v=-v1+a1t=-1+4×0.5=
1m/s
问题：动量守恒求解问题与牛顿运动定律比较思考
如图所示，质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动．当t=0时，质量mA=2kg的小铁块A以v2=2
m/s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，g=10m/s2，
求：A在小车上停止运动时，小车的速度大小。
A在小车上停止运动时，A、B以共同速度运动，设其速度为v，取水平向右为正方向，
用动量守恒定律
mAv2-mBv1=(mA+mB)v
由动量守恒定律得
解得：v=lm／s
4.如图所示，一质量M＝2.0
kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m＝1.0
kg的小物块A。分别给A和B一大小均为3.0
m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，物块A始终没有滑离木板B。下列说法正确的是(　　)A．A、B共速时的速度大小为1
m/sB．在小物块A做加速运动的时间内，木板B速度大小可能是2
m/sC．从A开始运动到A、B共速的过程中，木板B对小物块A的水平冲量大小为2
N·sD．从A开始运动到A、B共速的过程中，小物块A对木板B的水平冲量方向向左
解析：选AD　取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得Mv－mv＝(M＋m)v共，解得v共＝1
m/s，A正确；小物块向左减速到速度为零时，设长木板速度大小为v1，根据动量守恒定律Mv－mv＝Mv1，解得v1＝1.5
m/s，当小物块反向加速的过程中，木板继续减速，木板的速度必然小于1.5
m/s，B错误；根据动量定理，A、B相互作用的过程中，木板B对小物块A的平均冲量大小为I＝mv共＋mv＝4
N·s，故C错误；根据动量定理，A对B的水平冲量I′＝Mv共－Mv＝－4
N·s，负号代表与正方向相反，即向左，故D正确。
5.如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接。一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑，下列判断正确的是(　　)
A．在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功
B．在下滑过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒
C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D．被弹簧反弹后，小球能回到槽上高h处
解析：选BC　在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽做功，选项A错误；在下滑过程中，小球和槽组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，选项B正确；小球被弹簧反弹后，小球和槽在水平方向不受外力作用，故小球和槽都做匀速运动，选项C正确；小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被弹簧反弹后与槽的速度相等，故小球不能滑到槽上，选项D错误。
6.如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿AB轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量M＝3m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则(　　)A．全程滑块水平方向相对地面的位移R＋LB．全程小车相对地面的位移大小s＝
(R＋L)C．滑块m运动过程中的最大速度vm＝D．μ、L、R三者之间的关系为R＝4μL
[解析]　设全程小车相对地面的位移大小为s，则滑块水平方向相对地面的位移x＝R＋L－s。取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒得
，即
，结合M＝3m，解得s＝
(R＋L)，x＝
(R＋L)，故A错误，B正确；滑块刚滑到B点时速度最大，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒分别得0＝mvm－Mv、mgR＝1/2mvm2＋1/2Mv2。联立解得vm＝
，故C错误；对整个过程，由动量守恒定律得0＝(m＋M)v′，得v′＝0，由能量守恒定律得mgR＝μmgL，得R＝μL，故D错误。