1.3动量守恒定律 课件 28张PPT
文档属性
| 名称 | 1.3动量守恒定律 课件 28张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-29 18:45:37 | ||
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文档简介
第3节动量守恒定律
第一章动量守恒定律
有两位同学原来静止在滑冰场上，不论谁推谁一下(如图)，两个人都会向相反方向滑去，他们的动量都发生了变化。两个人本来都没有动量，现在都有了动量，他们的动量变化服从什么规律呢？现在来探究这个规律。
新知探究
知识点 动量守恒定律
系统
相互作用的两个或多个物体组成的整体．
内力
系统内部物体间的相互作用力．
外力
系统以外的物体对系统以内的物体的作用力．
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
判断
1．对于由几个物体组成的系统，物体所受的重力为内力．(×)
2．某个力是内力还是外力是相对的，与系统的选取有关．(√)
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
动量守恒定律
内容
如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变．
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
判断
1．一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒．(×)
2．只要合外力对系统做功为零，系统动量就守恒．(×)
3．系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零．(√)
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
对系统“总动量保持不变”的理解
(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等。
(2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化。
(3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的三种表达式
知识点 动量守恒定律
思考：动量守恒定律和牛顿第二定律的适用范围是否一样？
【提示】 动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广．自然界中，大到天体的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵循动量守恒定律，而牛顿运动定律有其局限性，它只适用于低速运动的宏观物体，对于运动速度接近光速的物体，牛顿运动定律不再适用．
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的成立条件
①系统不受外力或所受合外力为0.
②系统受外力作用，合外力也不为0，但合外力远远小于内力．这种情况严格地说只是动量近似守恒，但却是最常见的情况．
③系统所受到的合外力不为0，但在某一方向上合外力为0，或在某一方向上外力远远小于内力，则系统在该方向上动量守恒．
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律矢量性：定律的表达式是一个矢量式。
a．该式说明系统的总动量在任意两个时刻不仅大小相等，而且方向也相同。
b．在求系统的总动量p＝p1＋p2＋…时，要按矢量运算法则计算。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的相对性
动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量，必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为相对于地的速度。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的同时性
动量守恒定律中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。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的普适性
动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
例1．(多选)关于动量守恒的条件，下面说法正确的是( )
A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒
B．只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒
C．系统加速度为零，系统动量一定守恒
D．只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
【解析】 动量守恒的条件是系统所受合外力为零，与系统内有无摩擦力无关，选项A错误、B正确．系统加速度为零时，根据牛顿第二定律可得系统所受合外力为零，所以此时系统动量守恒，选项C正确．系统合外力不为零时，在某方向上合外力可能为零，此时在该方向上系统动量守恒，选项D错误．
【答案】 BC
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
应用动量守恒定律解题的基本步骤
1．分析题意，合理地选取研究对象，明确系统是由哪几个物体组成的。
2．分析系统的受力情况，分清内力和外力，判断系统的动量是否守恒。
3．确定所研究的作用过程。选取的过程应包括系统的已知状态和未知状态，通常为初态到末态的过程，这样才能列出对解题有用的方程。
4．对于物体在相互作用前后运动方向都在一条直线上的问题，设定正方向，各物体的动量方向可以用正、负号表示。
5．建立动量守恒方程，代入已知量求解。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
例2：(多选)如图所示，A、B两物体的质量比????????∶????????＝3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑．当弹簧突然释放后，若A、B两物体分别向左、右运动，则有( )
A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C系统动量守恒
C．小车向左运动 D．小车向右运动
?
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
【解析】 弹簧释放后，C对A的摩擦力向右，大小为μ????????g，C对B的摩擦力向左，大小为μ????????g，所以A、B系统所受合外力方向向右，动量不守恒，选项A错误．由于力的作用是相互的，A对C的摩擦力向左，大小为μ????????g，B对C的摩擦力向右，大小为μ????????g，所以C所受合外力方向向左而向左运动，选项C正确，D错误．由于地面光滑，A、B、C系统所受合外力为零，动量守恒，选项B正确．
【答案】 BC
?
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
例3：a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a球动量????????＝30 kg·m/s，b球动量????????＝0，碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s，则碰撞后b球的动量为________．
?
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
【解析】 碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s，故此时a球的动量是10 kg·m/s，a、b两球碰撞前后总动量保持不变，仍为30 kg·m/s，则碰撞后b球的动量为20 kg·m/s.
【答案】 20 kg·m/s
1.如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．两手同时放开后，系统总动量始终为零
B．先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒
C．先放开左手，后放开右手，总动量向左
D．无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
课堂训练
解析：当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，选项A正确；先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，放开右手时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，故选项B错而C、D正确。综合上述分析可知选项A、C、D正确。
答案：ACD
课堂训练
2.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量守恒、机械能不守恒
C．动量不守恒、机械能守恒
D．动量、机械能都不守恒
课堂训练
答案：B
解析：子弹射入木块的过程，动量守恒但机械能不守恒。以后在弹簧压缩的过程中，动量守恒、机械能亦守恒，故选项B正确。
课堂训练
3. 如图所示，木板A质量mA＝1kg，足够长的木板B质量mB＝4kg，质量为mC＝1kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦，开始时B、C均静止，现使A以v0＝12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s速度弹回。求：
(1)B运动过程中的最大速度大小。
(2)C运动过程中的最大速度大小。
课堂训练
解析：(1)A与B碰后瞬间，C的运动状态未变，B速度最大。由A、B系统动量守恒(取向右为正方向)有：
mAv0＋0＝－mAvA＋mBvB
代入数据得：vB＝4m/s。
(2)B与C相互作用使B减速、C加速，由于B板足够长，所以B和C能达到相同速度，二者共速后，C速度最大，由B、C系统动量守恒，有
mBvB＋0＝(mB＋mC)vC
代入数据得：vC＝3.2m/s
答案：(1)4m/s (2)3.2m/s
课堂训练
谢谢
第一章动量守恒定律
有两位同学原来静止在滑冰场上，不论谁推谁一下(如图)，两个人都会向相反方向滑去，他们的动量都发生了变化。两个人本来都没有动量，现在都有了动量，他们的动量变化服从什么规律呢？现在来探究这个规律。
新知探究
知识点 动量守恒定律
系统
相互作用的两个或多个物体组成的整体．
内力
系统内部物体间的相互作用力．
外力
系统以外的物体对系统以内的物体的作用力．
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
判断
1．对于由几个物体组成的系统，物体所受的重力为内力．(×)
2．某个力是内力还是外力是相对的，与系统的选取有关．(√)
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新知探究
知识点 动量守恒定律
动量守恒定律
内容
如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变．
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
判断
1．一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒．(×)
2．只要合外力对系统做功为零，系统动量就守恒．(×)
3．系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零．(√)
1
新知探究
知识点 动量守恒定律
对系统“总动量保持不变”的理解
(1)系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等，不能误认为只是初、末两个状态的总动量相等。
(2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化。
(3)系统的总动量指系统内各物体动量的矢量和，总动量不变指的是系统的总动量的大小和方向都不变。
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新知探究
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的三种表达式
知识点 动量守恒定律
思考：动量守恒定律和牛顿第二定律的适用范围是否一样？
【提示】 动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围要广．自然界中，大到天体的相互作用，小到质子、中子等基本粒子间的相互作用都遵循动量守恒定律，而牛顿运动定律有其局限性，它只适用于低速运动的宏观物体，对于运动速度接近光速的物体，牛顿运动定律不再适用．
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新知探究
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的成立条件
①系统不受外力或所受合外力为0.
②系统受外力作用，合外力也不为0，但合外力远远小于内力．这种情况严格地说只是动量近似守恒，但却是最常见的情况．
③系统所受到的合外力不为0，但在某一方向上合外力为0，或在某一方向上外力远远小于内力，则系统在该方向上动量守恒．
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律矢量性：定律的表达式是一个矢量式。
a．该式说明系统的总动量在任意两个时刻不仅大小相等，而且方向也相同。
b．在求系统的总动量p＝p1＋p2＋…时，要按矢量运算法则计算。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的相对性
动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量，必须相对于同一惯性系，各物体的速度通常均为相对于地的速度。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的同时性
动量守恒定律中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。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
动量守恒定律的普适性
动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于微观粒子组成的系统。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
例1．(多选)关于动量守恒的条件，下面说法正确的是( )
A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒
B．只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒
C．系统加速度为零，系统动量一定守恒
D．只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒
知识点 动量守恒定律
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新知探究
【解析】 动量守恒的条件是系统所受合外力为零，与系统内有无摩擦力无关，选项A错误、B正确．系统加速度为零时，根据牛顿第二定律可得系统所受合外力为零，所以此时系统动量守恒，选项C正确．系统合外力不为零时，在某方向上合外力可能为零，此时在该方向上系统动量守恒，选项D错误．
【答案】 BC
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
应用动量守恒定律解题的基本步骤
1．分析题意，合理地选取研究对象，明确系统是由哪几个物体组成的。
2．分析系统的受力情况，分清内力和外力，判断系统的动量是否守恒。
3．确定所研究的作用过程。选取的过程应包括系统的已知状态和未知状态，通常为初态到末态的过程，这样才能列出对解题有用的方程。
4．对于物体在相互作用前后运动方向都在一条直线上的问题，设定正方向，各物体的动量方向可以用正、负号表示。
5．建立动量守恒方程，代入已知量求解。
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
例2：(多选)如图所示，A、B两物体的质量比????????∶????????＝3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑．当弹簧突然释放后，若A、B两物体分别向左、右运动，则有( )
A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C系统动量守恒
C．小车向左运动 D．小车向右运动
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知识点 动量守恒定律
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新知探究
【解析】 弹簧释放后，C对A的摩擦力向右，大小为μ????????g，C对B的摩擦力向左，大小为μ????????g，所以A、B系统所受合外力方向向右，动量不守恒，选项A错误．由于力的作用是相互的，A对C的摩擦力向左，大小为μ????????g，B对C的摩擦力向右，大小为μ????????g，所以C所受合外力方向向左而向左运动，选项C正确，D错误．由于地面光滑，A、B、C系统所受合外力为零，动量守恒，选项B正确．
【答案】 BC
?
知识点 动量守恒定律
1
新知探究
例3：a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a球动量????????＝30 kg·m/s，b球动量????????＝0，碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s，则碰撞后b球的动量为________．
?
知识点 动量守恒定律
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新知探究
【解析】 碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s，故此时a球的动量是10 kg·m/s，a、b两球碰撞前后总动量保持不变，仍为30 kg·m/s，则碰撞后b球的动量为20 kg·m/s.
【答案】 20 kg·m/s
1.如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．两手同时放开后，系统总动量始终为零
B．先放开左手，后放开右手，此后动量不守恒
C．先放开左手，后放开右手，总动量向左
D．无论是否同时放手，只要两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
课堂训练
解析：当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，选项A正确；先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，放开右手时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，故选项B错而C、D正确。综合上述分析可知选项A、C、D正确。
答案：ACD
课堂训练
2.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量守恒、机械能不守恒
C．动量不守恒、机械能守恒
D．动量、机械能都不守恒
课堂训练
答案：B
解析：子弹射入木块的过程，动量守恒但机械能不守恒。以后在弹簧压缩的过程中，动量守恒、机械能亦守恒，故选项B正确。
课堂训练
3. 如图所示，木板A质量mA＝1kg，足够长的木板B质量mB＝4kg，质量为mC＝1kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦，开始时B、C均静止，现使A以v0＝12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s速度弹回。求：
(1)B运动过程中的最大速度大小。
(2)C运动过程中的最大速度大小。
课堂训练
解析：(1)A与B碰后瞬间，C的运动状态未变，B速度最大。由A、B系统动量守恒(取向右为正方向)有：
mAv0＋0＝－mAvA＋mBvB
代入数据得：vB＝4m/s。
(2)B与C相互作用使B减速、C加速，由于B板足够长，所以B和C能达到相同速度，二者共速后，C速度最大，由B、C系统动量守恒，有
mBvB＋0＝(mB＋mC)vC
代入数据得：vC＝3.2m/s
答案：(1)4m/s (2)3.2m/s
课堂训练
谢谢