2020年广东物理一轮第十二章第二讲动量守恒定律及应用ppt课件

1、一、动量守恒定律一、动量守恒定律1内容：一个系统内容：一个系统 或者所受外力之和或者所受外力之和 ，这个系统的总动量保持不变这个系统的总动量保持不变不受外力不受外力为零为零2表达式表达式(1)pp(系统相互作用前系统相互作用前 p等于相互作用后等于相互作用后 p)(2)p0(系统总动量增量为系统总动量增量为 )(3)p1p2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动相互作用的两个物体组成的系统，两物体动 量增量大小量增量大小 、方向相反、方向相反)(4)m1v1m2v2m1v1m2v2(相互作用的两个物体组成的相互作用的两个物体组成的 系统，作用前系统，作用前 等于作用后等于作用后 )总动量总动

2、量总动量总动量零零相等相等动量之和动量之和动量之和动量之和3动量守恒定律成立的条件动量守恒定律成立的条件(1)系统系统 或系统所受或系统所受 之和为零之和为零(2)系统在某一方向上不受外力，或所受外力之和为零，那系统在某一方向上不受外力，或所受外力之和为零，那么么系统所受合外力在这一方向上的冲量为零，因而系统在这系统所受合外力在这一方向上的冲量为零，因而系统在这一方向上的为零，系统在这一方向上动量守恒一方向上的为零，系统在这一方向上动量守恒(3)当系统内力远大于当系统内力远大于 或者某一方向上内力远大于或者某一方向上内力远大于 时，系统的外力或某一方向上的外力可以忽略时，系统的外力或某一方向上

3、的外力可以忽略 不计，则系统或系统在某一方向上动量近似守恒不计，则系统或系统在某一方向上动量近似守恒不受外力不受外力外力外力外力外力外力外力特别提醒特别提醒动量守恒是指系统内的物体在相互作用过程动量守恒是指系统内的物体在相互作用过程中，动量始终保持不变的情况，而初、末动量相同并不代中，动量始终保持不变的情况，而初、末动量相同并不代表动量守恒表动量守恒二、动量守恒定律的几个性质二、动量守恒定律的几个性质1矢量性矢量性动量守恒方程是一个动量守恒方程是一个 方程对于作用前后物体的运方程对于作用前后物体的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的正方向，凡是与选

4、取正方向相同的动量为正方向，凡是与选取正方向相同的动量为 ，相反，相反为为 若方向未知，可设为与正方向若方向未知，可设为与正方向 ，列动，列动量守恒方程，通过解得结果的正负，判定未知量的量守恒方程，通过解得结果的正负，判定未知量的方向方向矢量矢量正正负负一样一样2瞬时性瞬时性动量是一个动量是一个 量，动量守恒指的是系统任一瞬时的动量量，动量守恒指的是系统任一瞬时的动量守恒，列方程守恒，列方程m1v1m2v2m1v1m2v2时，等号左侧时，等号左侧是作用是作用 (或某一时刻或某一时刻)各物体的动量和，等号右侧是作用各物体的动量和，等号右侧是作用 (或另一时刻或另一时刻)各物体的动量和不同时刻的动

5、量各物体的动量和不同时刻的动量 相相加加瞬时瞬时前前后后不能不能3相对性相对性由于动量大小与参考系的选取由于动量大小与参考系的选取 ，因此应用动量守恒定，因此应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对律时，应注意各物体的速度必须是相对 惯性系的速惯性系的速度一般以地面为参考系度一般以地面为参考系4普适性普适性它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于它不仅适用于两个物体所组成的系统，也适用于 物体物体组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于组成的系统；不仅适用于宏观物体组成的系统，也适用于 组成的系统组成的系统有关有关多个多个微观粒子微观粒子同一同一1.把一支枪水平地固定在小车

6、上，小车放在光滑的水平地把一支枪水平地固定在小车上，小车放在光滑的水平地 面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和车的下列说面上，枪发射出子弹时，关于枪、子弹和车的下列说 法中正确的是法中正确的是 () A枪和子弹组成的系统动量守恒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枪和车组成的系统动量守恒 C若忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车和子弹若忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车和子弹组成系统的动量才近似守恒组成系统的动量才近似守恒 D枪、子弹和车组成的系统动量守恒枪、子弹和车组成的系统动量守恒解析：解析： 只有三者构成的系统合外力为零，满足动量守恒只有三者构成的系统合外力为零，满足

7、动量守恒的条件，的条件，D正确正确答案：答案：D2一炮艇总质量为一炮艇总质量为M，以速度，以速度v0匀速行驶，从艇上以相匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为沿前进方向射出一质量为m的炮弹，的炮弹，发射炮弹后艇的速度为发射炮弹后艇的速度为v，若不计水的阻力，则下列各关，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是系式中正确的是 ()AMv0(Mm)vmvBMv0(Mm)vm(vv0)CMv0(Mm)vm(vv)DMv0Mvmv解析：解析： 取原来的运动方向为正方向，由动量守恒定律有取原来的运动方向为正方向，由动量守恒定律有Mv0(Mm)vmv，A正确正确答案：

8、答案：A3如图如图1221所示，所示，A、B两物体质量分别为两物体质量分别为mA、mB，且且mAmB，置于光滑水平面上，相距较远将两个大小均，置于光滑水平面上，相距较远将两个大小均为为F的力，同时分别作用在的力，同时分别作用在A、B上，经相同时间后，撤去上，经相同时间后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将 ()A停止运动停止运动B向左运动向左运动C向右运动向右运动 D运动方向不能确定运动方向不能确定解析：由动量定理可知，碰前解析：由动量定理可知，碰前A、B两物体动量大小相等、两物体动量大小相等、方向相反，碰撞过程方向相反，碰撞过程A、B组成的系统合外力

9、为零，由动组成的系统合外力为零，由动量守恒可知碰后量守恒可知碰后A、B停止运动，停止运动，A正确正确答案：答案：A4如图如图1222所示，一质量为所示，一质量为M 的硬木球放在水平桌面上的一个的硬木球放在水平桌面上的一个小孔上，在小球的正下方用汽枪小孔上，在小球的正下方用汽枪瞄准球心射击，质量为瞄准球心射击，质量为m的子弹的子弹 图图1222竖直向上击中小球时的速度为竖直向上击中小球时的速度为v0，击中后子弹没有穿出，击中后子弹没有穿出，则它们一起能上升多大的高度？则它们一起能上升多大的高度？典例启迪典例启迪例例1如图如图1223所示，光滑水平面上两小车中间夹所示，光滑水平面上两小车中间夹一压

10、缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车和弹簧组成的系统，下列说法中错误的是两车和弹簧组成的系统，下列说法中错误的是 ()A两手同时放开后，系统总动量始终为零两手同时放开后，系统总动量始终为零B先放开左手，后放开右手后动量不守恒先放开左手，后放开右手后动量不守恒C先放开左手，后放开右手，总动量向左先放开左手，后放开右手，总动量向左D无论何时放手，只要两手放开后在弹簧恢复原长的过无论何时放手，只要两手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程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零定为零思路点拨思

11、路点拨(1)同时放手，系统合外力为零同时放手，系统合外力为零(2)先后放手，未都放开时合外力不为零，都放开后合先后放手，未都放开时合外力不为零，都放开后合外力为零外力为零解析解析当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系当两手同时放开时，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，选项始终为零，选项A正确；先放开左手，左边的物体就向左正确；先放开左手，左边的物体就向左运动，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，且开始时总动量方向向左，放开右

12、手后总动量动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，故选项方向也向左，故选项B错而错而C、D正确正确答案答案B归纳领悟归纳领悟(1)判断系统的动量是否守恒时，要抓住动量守恒的条件，判断系统的动量是否守恒时，要抓住动量守恒的条件， 要分清系统中物体所受的力哪些是内力，哪些是外力要分清系统中物体所受的力哪些是内力，哪些是外力(2)若系统有多个物体组成，在同一物理过程中系统的动若系统有多个物体组成，在同一物理过程中系统的动量是否守恒，与系统的选取密切相关，因此，在判断问题量是否守恒，与系统的选取密切相关，因此，在判断问题时，一定要明确在哪一过程中哪些物体组成系统的动量是时，一定要

13、明确在哪一过程中哪些物体组成系统的动量是守恒的守恒的题组突破题组突破1如图如图1224所示，一内外侧均所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上槽的左侧有一竖直墙壁面上槽的左侧有一竖直墙壁现让一小球现让一小球(可认为质点可认为质点)自左端自左端 图图1224槽口槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点点进入槽内则下列说法正确的是进入槽内则下列说法正确的是 ()A小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动B小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功小球在槽内运动的全过程中，

14、只有重力对小球做功C小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒械能守恒D小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒平方向上的动量守恒解析：小球在运动到槽的最低点之前，槽静止不动，水平解析：小球在运动到槽的最低点之前，槽静止不动，水平方向系统合外力不为零，动量不守恒，但小球的机械能守方向系统合外力不为零，动量不守恒，但小球的机械能守恒，小球沿槽上滑的过程中，系统水平方向合外力为零，恒，小球沿槽上滑的过程中，系统水平方向合外力为零，水平方向动量守恒，系统中只有重力做功，系统

15、机械能守水平方向动量守恒，系统中只有重力做功，系统机械能守恒，但小球机械能不守恒，槽的动能增加，小球的机械能恒，但小球机械能不守恒，槽的动能增加，小球的机械能减少，槽对小球的支持力做负功，小球飞离槽口时，相对减少，槽对小球的支持力做负功，小球飞离槽口时，相对于槽是竖直向上的，对地速度方向为斜向右上方于槽是竖直向上的，对地速度方向为斜向右上方答案：答案：C2. 如图如图1225所示，所示，A、B两物体质两物体质 量之比量之比mA mB3 2，静止在平板，静止在平板 小车小车C上，上，A、B间有一根被压缩的弹间有一根被压缩的弹 图图1225 簧，水平地面光滑，当弹簧突然释簧，水平地面光滑，当弹簧突

16、然释 放后，则下列分析错误的是放后，则下列分析错误的是 ()A若若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒组成系统的动量守恒B若若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成系统的动量守恒组成系统的动量守恒C若若A、B所受的摩擦力大小相等，所受的摩擦力大小相等，A、B组成系统的动组成系统的动量守恒量守恒D若若A、B所受的摩擦力大小相等，所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的组成系统的 动量守恒动量守恒解析：如果解析：如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧与平板车上表面间的动摩擦因

17、数相同，弹簧释放后释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力摩擦力FfA向右，向右，FfB向左，由于向左，由于mA mB3 2，所以，所以FfA FfB3 2，则，则A、B组成系统所受的外力之和不为零，组成系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，故其动量不守恒，A选项错对选项错对A、B、C组成的系统，组成的系统，A、B与与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力力和支持力(水平方向不受外力水平方向不受外力)，它们的合力为零，故该系，它们的合力为零，故该系统的动量守恒

18、，统的动量守恒，B、D选项均正确若选项均正确若A、B所受摩擦力大小所受摩擦力大小相等，则相等，则A、B组成系统的外力之和为零，故其动量守恒，组成系统的外力之和为零，故其动量守恒，C选项正确选项正确答案：答案：A典例启迪典例启迪例例22019年年2月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申雪、赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得雪、赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌若质量为赛场上获得的首枚奥运会金牌若质量为m179 kg的赵的赵

19、宏博抱着质量为宏博抱着质量为m244 kg的申雪以的申雪以v010 m/s的速度沿的速度沿水平冰面做直线运动，某时刻赵宏博突然将申雪向前水水平冰面做直线运动，某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出，推出后两人仍在原直线上运动，经时间平推出，推出后两人仍在原直线上运动，经时间t2.0 s后两人相距后两人相距s4.0 m，冰面的摩擦可忽略不计，冰面的摩擦可忽略不计(计算结计算结果保留小数点后果保留小数点后1位位)求：求：(1)两人分离时的速度大小分别为多少；两人分离时的速度大小分别为多少；(2)赵宏博将申雪推出时，受到申雪的冲量大小和方向赵宏博将申雪推出时，受到申雪的冲量大小和方向思路点拨思路点拨由动

20、量守恒方程和位移关系联立即可解出两由动量守恒方程和位移关系联立即可解出两人的速度，然后用动量定理求解赵宏博受到的冲量人的速度，然后用动量定理求解赵宏博受到的冲量解析解析(1)设两人分离时赵宏博的速度为设两人分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度，申雪的速度为为v2，由动量守恒定律得，由动量守恒定律得(m1m2)v0m1v1m2v2经时间经时间t2.0 s后两人相距后两人相距s4.0 m即即s(v2v1)t解得解得v19.3 m/sv211.3 m/s(2)申雪对赵宏博的冲量等于赵宏博动量的变化申雪对赵宏博的冲量等于赵宏博动量的变化Im1v1m1v055.3 Ns方向与原来的运动方向相反方向与原来

21、的运动方向相反答案答案(1)9.3 m/s11.3 m/s(2)55.3 Ns，方向与原来运动方向相反，方向与原来运动方向相反归纳领悟归纳领悟 动量守恒定律的解题步骤动量守恒定律的解题步骤1确定相互作用的系统为研究对象；确定相互作用的系统为研究对象；2分析系统内研究对象所受的力，弄清哪些是内力，哪分析系统内研究对象所受的力，弄清哪些是内力，哪些是外力；些是外力；3判断系统是否符合动量守恒条件；判断系统是否符合动量守恒条件；4规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号及表达式；规定正方向，确定初、末状态动量的正、负号及表达式；5根据动量守恒定律列方程求解根据动量守恒定律列方程求解题组突破题组突破3

22、. 两个小木块两个小木块B、C中间夹着一根轻弹中间夹着一根轻弹 簧，将弹簧压缩后用细线将两个木簧，将弹簧压缩后用细线将两个木 块绑在一起，使它们一起在光滑水块绑在一起，使它们一起在光滑水 平面上沿直线运动，这时它们的运平面上沿直线运动，这时它们的运 图图1226 动图线如图动图线如图1226中中a线段所示，在线段所示，在t4 s末，细线末，细线 突然断了，突然断了，B、C都和弹簧分离后，运动图线分别如图都和弹簧分离后，运动图线分别如图 1226中中b、c线段所示从图中的信息可知线段所示从图中的信息可知 ()A木块木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反都和弹簧分离后的运动方向相反B木块木块B、C

23、都和弹簧分离后，系统的总动量增大都和弹簧分离后，系统的总动量增大C木块木块B、C分离过程中分离过程中B木块的动量变化较大木块的动量变化较大D木块木块B的质量是木块的质量是木块C质量的四分之一质量的四分之一解析：由解析：由st图象可知，位移均为正，均朝一个方向运动，图象可知，位移均为正，均朝一个方向运动，没有反向，没有反向，A错；在都与弹簧分离后错；在都与弹簧分离后B的速度为的速度为v13 m/s，C的速度为的速度为v20.5 m/s，细线未断前，细线未断前A、B的速度均为的速度均为v01 m/s，由于系统所受外力之和为零，故系统的动量守恒：，由于系统所受外力之和为零，故系统的动量守恒：(mBm

24、C)v0mBv1mCv2，计算得，计算得B、C的质量比为的质量比为1 4，D对，对，B错；系统动量守恒，则系统内两个物体的错；系统动量守恒，则系统内两个物体的动量变化等大反向，动量变化等大反向，C错错答案：答案：D4物理课外活动小组的同学们设计物理课外活动小组的同学们设计了一种测量子弹射出枪口时速度了一种测量子弹射出枪口时速度v0大小的方法：在测得离地面高大小的方法：在测得离地面高度为度为h的光滑水平桌面边缘处放的光滑水平桌面边缘处放 图图1227置一个木块，使枪口靠近木块水平射击，子弹嵌入木块没有置一个木块，使枪口靠近木块水平射击，子弹嵌入木块没有射穿，子弹与木块一起水平飞出，测量其落地点与

25、桌面边缘射穿，子弹与木块一起水平飞出，测量其落地点与桌面边缘的水平距离是的水平距离是x1；再将此木块放回原位置，枪口靠近木块第；再将此木块放回原位置，枪口靠近木块第二次水平射击，子弹嵌入木块仍没有射穿，测量子弹与木块二次水平射击，子弹嵌入木块仍没有射穿，测量子弹与木块的落地点与桌面边缘的水平距离是的落地点与桌面边缘的水平距离是x2.试根据以上测量数据试根据以上测量数据求子弹射出枪口时速度求子弹射出枪口时速度v0的大小的大小(重力加速度重力加速度g为已知为已知)典例启迪典例启迪例例3如图如图1228所示，质量为所示，质量为M1的的A船上有质量为船上有质量为m1的货物，质的货物，质量为量为M2的的

26、B船上有质量为船上有质量为m2的货物的货物 图图1228当两船分别以速度当两船分别以速度v1、v2在水面上滑行到平行相对的位置在水面上滑行到平行相对的位置时，都沿与船原来的速度垂直的方向同时把货物抛到对方时，都沿与船原来的速度垂直的方向同时把货物抛到对方船上求货物落到对方船上后两船的速度船上求货物落到对方船上后两船的速度(设行船方向设行船方向的阻力为零，垂直行船方向的阻力很大的阻力为零，垂直行船方向的阻力很大)思路点拨思路点拨由于抛出货物的方向与船原来的滑行方向由于抛出货物的方向与船原来的滑行方向垂直，两货物抛出后，货物在行船方向的分速度与船原垂直，两货物抛出后，货物在行船方向的分速度与船原来

27、的速度相同而且货物抛出后船原来的速度不变因来的速度相同而且货物抛出后船原来的速度不变因此为求此为求m2落到落到A船上的船速可选船上的船速可选A船与船与m2作为一个系统，作为一个系统，为求为求m1落到落到B船后的船速可选船后的船速可选B船与船与m1作为一个系统作为一个系统归纳领悟归纳领悟 对于两个以上的物体组成的物体系统，由于物体较多，对于两个以上的物体组成的物体系统，由于物体较多，相互作用的情况也不尽相同，作用过程较为复杂，虽然仍相互作用的情况也不尽相同，作用过程较为复杂，虽然仍可对初、末状态建立动量守恒的关系式，但因未知条件过可对初、末状态建立动量守恒的关系式，但因未知条件过多而无法求解，这

28、时往往要根据作用过程中的不同阶段，多而无法求解，这时往往要根据作用过程中的不同阶段，建立多个动量守恒的方程，或将系统内的物体按相互作用建立多个动量守恒的方程，或将系统内的物体按相互作用的关系分成几个小系统，分别建立动量守恒的方程解这的关系分成几个小系统，分别建立动量守恒的方程解这类问题要注意：类问题要注意：(1)正确分析作用过程中各物体状态的变化情况，建立运正确分析作用过程中各物体状态的变化情况，建立运 动模型动模型(2)分清作用过程的各个阶段和联系各阶段的状态量分清作用过程的各个阶段和联系各阶段的状态量(3)合理选取研究对象，既要符合动量守恒的条件，又要合理选取研究对象，既要符合动量守恒的条件，又要 便于解题便于解题题组突破题组突破5如图如图1229所示，光滑水平直轨所示，光滑水平直轨 道上有三个滑块道上有三个滑块A、B、C，质量分，质量分 别为别为mAmC2m，mBm，A、B用用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧 图图1229(弹簧与滑块不拴接弹簧与滑块不拴接)开始时开始时A、B以共同速度以共同速度v0运动，运动，C静静止某时刻细绳突然断开，止某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后被弹开，然后B又与又与C发生发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速