新教材高中物理第一章动量守恒定律第3节动量守恒定律课件新人教版选择性必修第一册

第一章

动量守恒定律第3节

动量守恒定律课标解读课标要求素养要求1.理解冲量和动量。2.通过理论推导和实验，理解动量定理。3.能用动量定理解释生产生活中的有关现象。1.物理观念：理解动量、冲量的概念，能在实际问题中计算动量、冲量的大小并判断其方向。2.科学探究：理解动量定理及其表达式，能够利用动量定理解释有关物理现象并进行有关计算。要点动量守恒定律如果一个_______①不受_______②，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量___________③。系统外力保持不变①什么叫“系统”？提示相互作用的两个或多个物体构成的整体，叫作一个力学系统。②什么叫“外力”？怎么区分外力与内力？提示外力是系统以外的物体施加给系统内物体的力，内力是系统中物体间的作用力。区分外力与内力可以看施力物体是系统内的物体还是系统外的物体。③系统的总动量保持不变是不是意味着系统内每个物体的动量都不变？提示不是，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。1.一个力是内力还是外力关键看所选择的系统，如发射炮弹时，以炮弹和炮车为系统，地面对炮车的力是外力，如果选炮弹、炮车及地球为系统，地面对炮车的力就是内力。2.系统内存在摩擦力，动量依然守恒。系统内的摩擦力是内力，动量是否守恒取决于系统所受外力的情况。3.牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体，而动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的一切领域。4.内力总是成对出现，是因为力的作用是相互的，根据牛顿第三定律，这两个力大小相等、方向相反，并具有同时性，所以它们的冲量总是大小相等、方向相反。5.动量是矢量，可以按照矢量运算法则进行分解，所以动量守恒定律有分量式；动能、势能是标量，不能分解，所以机械能守恒定律没有分量式。探究点一

动量守恒定律的理解1.如图所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？为什么？提示把帆船和电风扇看作一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反，这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时，船仍保持静止。1.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。

2.对守恒条件的进一步理解3.动量守恒定律的矢量性动量守恒定律的表达式是一个矢量式，其矢量性表现在：

例（多选）如图所示，光滑水平地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ACD[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错误，C、D正确。误区警示关于动量守恒定律的理解的三个误区（1）误认为只要系统初、末状态的动量相同，则系统动量守恒。产生该误区的原因是没有正确理解动量守恒定律，系统在变化的过程中每一个时刻动量均不变，才符合动量守恒定律。（2）误认为两物体作用前后的速度在同一条直线上时，系统动量才能守恒。产生该错误认识的原因是没有正确理解动量守恒的条件，动量是矢量，只要系统不受外力或所受合外力为零，则系统动量守恒，系统内各物体的运动不一定共线。（3）误认为动量守恒定律中，各物体的动量可以相对任何参考系。出现该误区的原因是没有正确理解动量守恒定律，应用动量守恒定律时，各物体的动量必须是相对同一惯性参考系，一般情况下，选地面为参考系。1.如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是(

)CA.男孩和木箱组成的系统动量守恒B.小车与木箱组成的系统动量守恒C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同[解析]分析系统的受力情况，注意动量的矢量性。

BC探究点二

动量守恒定律的应用

1.表达式的含义

2.应用动量守恒定律解题的步骤在以上步骤中“找”与“析”是关键所在。

易错提醒多物体、多过程问题应用动量守恒定律的注意事项（1）正确选取研究对象，有时需对整体应用动量守恒定律，有时只需对部分物体应用动量守恒定律。研究对象的选取，一是取决于系统是否满足动量守恒的条件，二是根据所研究问题的需要。（2）正确进行过程的选取和分析，通常对全程进行分段分析，并找出联系各阶段的状态量。列式时有时需分过程多次应用动量守恒定律；有时只需针对初、末状态建立动量守恒的关系式。

[提示]由动量守恒定律求解速度大小。木块刚好不会从车上掉下时，系统损失的机械能转化为内能。

1.下列情形中，满足动量守恒条件的是(

)A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量C.子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D.棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量B[解析]动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的矢量和为零。

B

C

动量守恒 B.动量不守恒C.机械能守恒 D.机械能不守恒BC[解析]物体在下滑的过程中，系统在水平方向上合力为零，但在竖直方向上合力不为零，故物体和小车组成的系统在水平方向上的动量守恒，总动量不守恒，A错误，B正确；物体下滑过程中，只有物体的重力势能转化成系统的动能，没有其他能量产生，故系统机械能守恒，C正确，D错误。动量守恒中的临界问题处理动量守恒中的临界问题的两个关键：（1）寻找临界状态：看题设情境中是否有相互作用的两物体“相距最近”“避免相碰”或“物体开始反向运动”等临界状态。（2）挖掘临界条件：在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系或相对位移关系，即“速度相等”或“位移相等”。

BCD[解析]将地球和物体作为一个系统，物体与地球间的力为系统内力。

A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒C[解析]两木块在光滑水平地面上相碰，且中间有弹簧，则碰撞过程中系统动量守恒，机械能也守恒，故A、B错误，C正确；甲、乙两木块碰撞前、后动能总量不变，但碰撞过程中弹性势能发生变化，故动能不守恒，D错误。

AA.0B.向左 C.向右 D.无法确定

4.[2021江苏南通高二检测]两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止。则可以推断(

)A.碰撞前两个球的动量一定相同B.两个球的质量一定相等C.碰撞前两个球的速度大小一定相等D.碰撞前两个球的动量大小相等、方向相反D

AD

B[解析]根据动量守恒定律，初动量为零，最后系统的总动量也为零，因此两个人的动量等大反向，因此谁最后接球，谁的质量就大，谁的速度就小，B正确。

C

A