人教版高中物理选修3-5 16．3-动量守恒定律（共37张PPT）

(共37张PPT)
16.3.动量守恒定律（一）
复习：
1、动量定理的内容
2、在第一节《实验：探究碰撞中的不变量》中，两个物体碰撞前后哪个物理量是不变的？
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。
动量
系统
内力
外力
系统：存在相互作用的几个物体所组成的整体称为系统，系统可按解决问题的需要灵活选取。
内力：系统中各物体之间的相互作用力
外力：外部其他物体对系统的作用力
一、系统
内力和外力
二、动量守恒定律
请设计模型用牛顿运动定律推导动量守恒定律
（1）
二、动量守恒定律
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。这就是动量守恒定律。
2、表达式：
在一维情况下，对于由两个物体组成的系统，动量守恒定律的表达式为
m1v1+m2v2=m1v/1+m2v/2
动量守恒定律常用的表达式：
(1)p＝p′
(2)
Δp1＝－Δp2
(3)
Δp＝0
具体表现为以下几种情况：
⑴系统不受外力；（理想条件）
⑵系统受到外力，但外力的合力为零；
（实际条件)
三、动量守恒的条件
动量守恒定律成立的条件是：系统不受外力或者所受外力的矢量和为零.
⑶系统所受外力合力不为零，但系统内力
远大于外力，外力相对来说可以忽略不
计，因而系统动量近似守恒；(近似条件）
G
G
⑷系统总的来看虽不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以上三条中的某一条，则系统在这一方向上动量守恒.（单向条件）
思考与讨论
木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后，留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中，动量是否守恒
？请说明理由。
思考与讨论
木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后，留要木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中，动量是否守恒
？请说明理由。
外力
内力
思考与讨论
假如将墙和弹簧去掉，问木块、子弹所组成的系统动量是否守恒
？请说明理由。
内力
外力
思考与讨论
思考与讨论
假如将墙去掉，而换作另一块木块，问两木块、弹簧和子弹组成的系统动量是否守恒
？请说明理由。
思考与讨论
内力
外力
注意的问题:
1.确定研究对象
(系统),区分内力和外力.从而判断所选择的系统动量是否守恒.
2.在系统总动量一定(守恒)的情况下,系统中每个物体的动量可以发生很大的变化.
3.动量守恒定律是矢量表达式。高中阶段的动量守恒是在一条直线的，所以应特别注意系统内各物体动量(速度)的方向，选择其中一个方向为正方向(正值),则与正方向相反的为负方向(负值)。
代入数值，得v
=
0.9
m/s
即两车接合后以0.9m/s的速度沿着第一辆车原来运动的方向继续运动
参考解答
解：取两辆货车在碰撞前运动方向为正方向，设两车接合后的速度为v，
则两车碰撞前的总动量为m1v1，碰撞后的总动量为(m1+m2)v,由动量守恒定律可得：
（m1+m2）v=m1v1
爆炸类问题
解
：
导弹炸裂前的总动量为
p＝mv
炸裂后的总动量为
p′＝m1v1+(m－m1)v2
根据动量守恒定律p′＝p
可得
m1v1
+
(m－m1)v2
＝
mv
解出
若m=10kg,m1=4kg;v的大小
为900m/s,v1的大小为300m/s，
则v2的大小为多少？
1700m/s
四、应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法
⑴分析题意，确定研究对象；
⑵分析作为研究对象的系统内各物体的受力情况，分清内力与外力,确定系统动量是否守恒；
⑶
系统内的物体将要发生相互作用，和相互作用结束，即为作用过程的始末状态。，规定正方向，确定始、末状态的动量值的表达式；
⑷列动量守恒方程；
⑸求解，如果求得的是矢量，要注意它的正负，以确定它的方向.
(1)系统性：动量守恒定律是对一个物体系统而言的，具有系统的整体性，而对物体系统的一部分，动量守恒定律不一定适用。
应用动量守恒定律的注意点：
（2）矢量性：选取正方向，与正方向同向的为正，与正方向反向的为负，方向未知的，设与正方向同向，结果为正时，方向即于正方向相同，否则，与正方向相反。
（3）瞬(同)时性:动量是一个瞬时量，动量守恒是指系统任意瞬时动量恒定。方程左边是作用前某一时刻各物体的动量的和，方程右边是作用后某时刻系统各物体动量的和。不是同一时刻的动量不能相加。
（4）相对性：由于动量的大小与参照系的选择有关，因此在应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一参照物的。
练习1：两个磁性很强的磁铁，分别固定在A、B两辆小车上，A车的总质量为4kg，B车的总质量为2kg。A、B两辆小车放在光滑的水平面上，它们相向运动，A车的速度是5m/s，方向水平向右；B车的速度是3m/s,方向水平向左。由于两车上同性磁极的相互排斥，某时刻B车向右以8m/s的水平速度运动，求此时A车的速度？
解：以水平向右方向为正方向（确定正方向）
VA=5m/s,VB=-3m/s,
VB?=8m/s
根据动量守恒定律：
mAVA+mBVB=
mAVA?
+mBVB?
解得：VA
?
=-0.5m/s
负号表示A车的速度方向水平向左
练习2：
一辆平板车停止在光滑水平面上，车上一人用大锤敲打车的左端，如下图所示，在锤的连续敲打下，这辆平板车将（
）
A、左右来回运动
B、向左运动
C、向右运动
D、静止不动
A
五、动量守恒定律的普适性
1、动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关。
2、动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。
3、动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。
动量守恒定律的普适性
动量守恒定律应用中的临界问题
　在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体恰好分离、恰好不相碰，两物体相距最近，某物体恰开始反向运动等临界问题，分析此类问题时：
1．分析物体的受力情况、运动性质，判断系统是否满足动量守恒的条件，正确应用动量守恒定律．
2．分析临界状态出现所需的条件，即临界条件．临界条件往往表现为某个(或某些)物理量的特定取值(或特定关系)，通常表现为两物体的相对速度关系或相对位移关系，这些特定关系是求解这类问题的关键．
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较
1．守恒条件不同
动量守恒定律的守恒条件是系统不受外力或所受外力的和为零，
机械能守恒定律的守恒条件是系统仅有重力做功和(弹簧)弹力做功．可见前者指力，后者指功，两者条件不同．
2．守恒时对内力的要求不同
动量守恒定律中，对内力无要求，包括内力是摩擦力，也不影响其动量守恒；
机械能守恒定律中，内力不应是滑动摩擦力，滑动摩擦力做功时，会使机械能转化为内能，造成机械能损失，因此谈不上机械能守恒．
地面光滑，质量为m的小球从半径为R、光滑的半圆槽（质量为M）的A点由静止滑下，A、B等高，如图所示，当m运动到槽的最低点时，请判断从A点运动到c点过程中，动量是否守恒。
A、B
两个小球发生碰撞，判断系统动量是否守恒：
1、地面光滑
系统不受外力或受到外力的合力为零.
条件
2、地面不光滑
守
恒
不能确定
1、若地面光滑，则烧断细线后，系统动量是否守恒？
mA∶mB
＝
3∶2
A、B
两辆小车之间连接一根被压缩了的弹簧后用细线栓住，现绕断细线。
2、若地面不光滑，它们与地面间的动摩擦因数相同，
则烧断细线后，系统动量是否守恒？
守
恒
不守恒
如图4所示，已知
mA∶mB
＝
3∶2，原来静止在小车C上，它们与小车上表面间的动摩擦因数相同，A、B间连接一根被压缩了的弹簧后用细线栓住．
小车静止的光滑水平面上，现绕断细线，请判断：
1、若将A、B看作系统，则烧断细线后，
系统动量是否守恒？
2、若将哪些物体看作系统系统动量是守恒的？
3、小车C会运动吗？
为什么？
小
结
1、定律内容：一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、公式表达：m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
3、适用条件：理想条件、实际条件、近似条件、单向条件
4、应用动量守恒定律解题