人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 1.3动量守恒定律(共16张PPT)

(共16张PPT)
第三节
动量守恒定律
理解三个概念：
1.
系统：相互作用的
组成的整体。系统可按解决问题的需要灵活选取。
2.
内力：系统
物体间的相互作用力。
3.
外力：系统
的物体对系统
的物体的作用力。
两个或多个物体
内部
以外
以内
一、系统、内力和外力
说明：
1.系统和整体的不同；
2.内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有确定了系统后，才能确定内力和外力。
如图所示，在光滑的水平桌面上做匀速运动的两个小球，质量分别是
m1
和
m2，沿同一直线向相同的方向运动，速度分别是?1
和
?2，且
?1
<
?2。经过一段时间后，后面的小球追上前面的小球时两球发生碰撞，碰撞后的速度分别是
?1?
和
?2?。
(1)
碰撞过程中两个小球受力情况如何？
(2)写出两小球动量的变化量及各自的冲量；
(3)结合牛顿第三定律和动量定理，请你推导出一个最终的表达式。
？
思考与讨论
1、内容：一个系统不受外力或所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。叫动量守恒定律
2、表达式：p1+p2=p`1+p`2
或
m1v1+m2v2=m1v`1+m2v`2
3、适用条件：系统不受外力或所受外力的和为零
1）、动量守恒定律的内容是什么？（研究对象）
一个相互作用的多物体组成的系统
2）、分析动量守恒定律成立条件有哪些？
①F合=0（严格条件）即系统不受外力或合外力为0.
②F内
远大于F外（近似条件）且作用时间极短。
③某方向上合力为0，在这个方向上成立。
二、动量守恒定律
例.某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以2m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140kg，原来的速度是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上。则此过程该同学动量的变化大小为__________kg.m/s，此时小船的速度大小为________m/s。
动量定理应用实例
1.矢量性。方向总一致。系统内各物体相互作用前后，总动量等大、同向。P=P/。
正确理解守恒定律
例1.光滑水平面上，两个小球沿球心连线以相等的速率相向而行，并发生碰撞，正确的（
）
A.若两球质量等，碰撞后以某一等速率互相分开。
B.若两球质量等，碰撞后以某一不等速率分开
C.若两球质量不等，碰撞后以原来速率互相分开
D.若两球质量不等，碰撞后以某一等速率同向而行
AD
2.整体性（系统性）：研究相互作用的一个系统整体，作用前后不得缺少丢失任何一部分。
正确理解守恒定律
例2.一辆装有沙子总质量为M的车厢，正以速度V在光滑的水平轨道上前进，车厢底部中间不断地由沙子漏出，问在漏沙子过程中，车厢的速度任何变化？
分析：1.竖直方向加速度不为零，合外力不为零，动量不守恒。
2.水平方向不受外力，动量守恒。
解析：以漏出的沙子与车厢为相互作用的系统，
设漏出的沙子质量为m，在水平方向上不受外力，漏出的沙子与车厢原来具有相同水平的速度V。
由动量守恒定律：MV=mV+(M-m)V/.
所以：V/=V，即车厢的速度不变。
3.相对性，同一参考系。各速度必须相对同一参考系，一般以地面为参考系。
正确理解守恒定律
例3.m=60Kg的人，站在M=100Kg的小车上，一起以V=3m/s速度在光滑水平面上匀直运动，若人以u=4m/s的速率水平向后跳出（相对车），则小车的速度变为多少？
解析：取小车的初速度为正方向，人和车整体受合外力为0.
设人跳离小车时小车速度变为V/（对地）。人的速度V人=V
/
-u。
跳前：P=MV+mV.
(人车同速）
跳后：P
/
=MV/
+m
(v
/
-u)
由P=P/。得V/=4.5m/s
4.瞬时性，同时性，分清状态。
1、初状态总动量中的各速度是作用前同一时刻的瞬时速度。
2、末态总动量中的各速度是作用后同一时刻的瞬时速度。
正确理解守恒定律
如例3.作用前（跳前）人车速都为V,同一时刻。
作用后（跳后）瞬间车速为V/，不再是V。而u与V/同一时刻。
跳后人对地的速度是V/-U,不是V-U.
【思路点拨】一是选好研究的系统，二是分析系统是否受到外力的作用，熟记守恒条件。
题型一：动量是否守恒的判断
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，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和小车的下列说法中正确的是(　　)
A.枪和子弹组成的系统动量守恒
B.枪和小车组成的系统动量守恒
C.若忽略不计子弹和枪筒间的摩擦，枪、小车和子弹组成的系统动量才近似守恒
D.枪、子弹和小车组成的系统动量守恒
D
题型一：动量是否守恒的判断
变形1.如图所示，A、B两个物体质量分别为M、m，原来静止在平板小车C上，A、B之间有一根被压缩了的弹簧，地面光滑水平，当压缩弹簧突然释放弹开的过程中(　　)
A.A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B所组成的系统动量守恒
B.A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C所组成的系统动量守恒
C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B所组成的系统动量守恒
D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C所组成的系统动量守恒
bcD
题型一：动量是否守恒的判断
变形2.如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，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、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中(　　)
A．动量守恒，机械能守恒
B．动量不守恒，机械能不守恒
C．动量守恒，机械能不守恒
D．动量不守恒，机械能守恒
B
1.系统受墙的作用力（外力）作用，动量不守恒。
2.系统内有滑动摩擦力做功，机械能减小，转化为内能。
机械能不守恒
题型二：动量守恒定律的应用
例2.两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上．A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图.一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度．
题型三：某一方向动量守恒定律的应用
例3．质量为1kg的物体在距地面高5m处由静止自由下落，正落在以5m/s速度沿光滑水平面匀速行驶的装有沙子的小车中，车与沙子的总质量为4kg，当物体与小车相对静止后，小车速度为(　　)
A．3m/s　B．4m/s
C．5m/s
D．6m/s
分析：物体和小车相互作用过程中，水平方向不受外力。动量守恒。
解：设物体和小车相对静止时共同速度为v0
作用前物体无水平速度。由动量守恒定律得：P总=P总/.
M
v0
+0=(M+m)v
解得
v=4m/s
b
题型三：某一方向动量守恒定律的应用
变形1.如图所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着，恰位于槽的边缘处，如将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为(　　)
A．0
B．向左
C．向右
D．无法确定
分析：1.球、槽系统竖直方向受重力作用与支持力不平衡，合外力不
为0，动量不守恒。
2.水平方向不受外力，动量守恒。
3.球滑到最高点即小球无竖直速度，与圆槽有共同水平速度.
A
题型四：临界问题
变形1.如图所示，有A、B两质量均为M＝100kg的小车，在光滑水平面上以相同的速率v0＝2m/s在同一直线上相对运动，A车上有一质量为m＝50kg的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上，才能避免两车相撞？