1.3动量守恒定律课件高二上学期物理人教版选择性

第一章动量守恒定律1.3动量守恒定律人教版（2019）高中物理选择性必修第一册新课导入1新课讲解3学习目标2经典例题4课堂练习5本课小结6目录冰壶比赛1.冰壶比赛中，为什么要在冰面上和用冰壶刷不断的摩擦冰面？是否与气垫导轨有类似的作用？2.对于冰壶的这种碰撞是否也有与两个滑块碰撞时类似的结论？思考学习目标1.能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞现象中的动量变化。2.在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。3.能够运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。4.了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。一、相互作用的两个物体的动量改变如图中在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A，B，当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v1′和v2′。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间很短，用Δt表示。（1）碰撞过程中B对A的冲量解析：A所受B对它的作用力是F1，根据动量定理：F1Δt=m1v1′—m1v1v2v1v2′v1′m2m2m1m1BAAB（2）碰撞过程中A对B的冲量解析：B所受A对它的作用力是F2，根据动量定理：

F2Δt＝m2v2′－m2v2解析：根据牛顿第三定律F1＝－F2（3）A、B碰撞过程中遵从什么规律？m1v1′－m1v1＝－（m2v2′－m2v2）m1v1′＋m2v2′＝m1v1＋m2v2p1′+p2′＝p1+p2

两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和，并且该关系式对过程中的任意两时刻的状态都适用。一、相互作用的两个物体的动量改变二、动量守恒定律（一）系统、内力、外力1.系统：一般而言，碰撞、爆炸等现象的研究对象是两个（或多个）物体。我们把由两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称系统。2.内力：系统中物体间的作用力，叫作内力。3.外力：系统以外的物体施加给系统内物体的力，叫作外力。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.动量守恒定律的表达式：①p＝

p′（系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′）②Δ

p＝0(系统总动量的增量为0)③Δ

p1＝－Δp2

(两个物体组成的系统中，各自动量的增量大小相等、方向相反)④m1v1+m2v2＝m1v1′+m2v2′(两个物体组成的系统中，相互作用前的总动量等于相互作用后两个物体的总动量)(1)系统不受外力或外力的矢量和为零，系统动量守恒；3.成立条件

(2)系统所受合外力虽然不为零，但系统的内力远大于外力时，如碰撞、爆炸等现象中，系统的动量可看成近似守恒；二、动量守恒定律如图所示，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻弹簧。（1）烧断细绳后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们获得了动量，它们的总动量是否增加了？（2）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，右边小车获得了动量，那么它们的总动量是否守恒？（3）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，当弹簧恢复原长时，松开左边小车，哪个过程它们的总动量不守恒，哪个过程它们的总动量守恒？思考①找：找研究对象(系统包括那几个物体)和研究过程；②析：进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或在某一方向是否守恒)；③定：规定正方向，确定初末状态动量正负号，画好分析图；④列：由动量守恒定律列方程；⑤算：合理进行运算，得出最后的结果，并对结果进行分析。（1）应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法：总结：（2）通过例题1和例题2，我们发现当内力远小于外力时，我们仍然可以利用动量守恒定律处理问题。三、动量守恒定律的普适性生活场景的应用速滑接力比赛斯诺克比赛冰壶比赛高速微观领域的应用正负电子对撞实验宇宙大爆炸原子核裂变反应三、动量守恒定律的普适性既然许多问题可以通过牛顿运动定律解决，为什么还要研究动量守恒定律？用牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程中的力。在实际过程中，往往涉及多个力，力随时间变化的规律也可能很复杂，使得问题难以求解。但是，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。这样，问题往往能大大简化。事实上，动量守恒定律的适用范围非常广泛。近代物理的研究对象已经扩展到我们直接经验所不熟悉的高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域。研究表明，在这些领域，牛顿运动定律不再适用，而动量守恒定律仍然正确。三、动量守恒定律的普适性例题1:在列车编组站里，一辆m1=1.8×104kg

的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2×104kg的静止货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后的运动速度。（1）本题中相互作用的系统是什么？（2）分析系统受到哪几个外力的作用？是否符合动量守恒的条件？地面摩擦力和空气阻力远小于内力动量守恒

m1m2系统N1N2F2内力外力F1G1G2分析：典例分析

m1m2x0解：沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有v1=2

m/s

设两车结合后的速度为v。两车碰撞前的总动量为：两车碰撞后的总动量为：由动量守恒定律可得：所以代入数值，得：v=0.9m/s，方向向右。

典例分析例题2:

一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1

。求炸裂后另一块的速度v2。解：火箭炸裂前的总动量为：火箭炸裂后的总动量为：根据动量守恒定律可得：解得：x0

m1m2v典例分析1.如图所示，光滑水平面上两玩具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（）DA.两手同时放开后，系统总动量始终为非零的某一数值B.先放开左手，后放开右手，之后动量不守恒C.先放开左手，后放开右手，总动量向右D.无论何时放手，两手放开后的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零提示：①只放开一只手，合外力不为零，系统的动量不守恒；②两只手都放开后，合外力为零，系统动量守恒；③两手都放开后系统动量的大小取决于两手放开前动量的大小。课堂练习课堂练习2．(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课堂练习解析：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课堂练习3.如图所示,游乐场上,两位同学各驾驶着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车共同运动.设甲同学和她的车的总质量为m1=150kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5m/s,乙同学和他的车的总质量为m2=200kg,碰撞前向左运动,速度的大小为4.25m/s.若取向右为正方向,则碰撞后两车共同运动的速度为

m/s.甲乙

-0.5课堂练习4.一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，如图所示，在锤的连续敲打下，这辆平板车将(

)左右来回运动B.向左运动C.向右运动D.静止不动A课堂练习5.如图所示，一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为

L、系有小球的水平细绳，小球由静止释放，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.小球的机械能守恒，动量不守恒B.小球的机械能不守恒，动量也不守恒C.球、车系统的机械能守恒，动量守恒D.球、车系统的机械能守恒，水平方向动量守恒L课堂练习解析：小球受到绳子拉力作用，动量不守恒，由于小车运动，绳子拉力做功，机械能不守恒，A项错误，B项正确；以小球和小车作为一个系统，该系统水平方向上不受外力，因此水平方向动量守恒，C项并没有说明哪个方向，因此错误，D项正确。答案：BD6．如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一小球从距A点正上方高R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出。不计一切摩擦。在小球与小车相互作用过程中（）A．小车的动量守恒 B．小球和小车的总动量守恒C．小球和小车在竖直方向上动量守恒 D．小球和小车在水平方向上动量守恒D【答案】D【详解】在小球与小车相互作用过程中，小车受到的合外力不为零，小车动量不守恒；把小球及小车看作一个系统，因为小球受到重力的作用，使得该系统在竖直方向上受到的合力不为零，而水平方向上满足只受内力，不受外力的作用，所以，系统竖直方向上动量不守恒，水平方向上动量守恒，故选D。7．在光滑的水平面上，一个质量为2kg的物体A与另一物体B发生正碰，碰撞时间不计，两物体的位置随时间变化规律如图所示，以A物体碰前速度方向为正方向，下列说法正确的是（）A．碰撞后A的动量为6kg﹒m/sB．碰撞后A的动量为2kg﹒m/sC．物体B的质量为2kgD．碰撞过程中合外力对B的冲量为6N﹒sBD【答案】BD【详解】由图可知，碰撞前A的速度为碰撞后A、B共同的速度为则碰撞后A的动量为