动量守恒定律课件

第一章

动量守恒定律第3节

动量守恒定律高中物理选择性必修第一册对于其他物体的碰撞也是这样的吗？怎么证明这一结论呢？第一节中通过分析一辆运动的小车碰撞一辆静止的小车，得出碰撞前后两小车的动量之和不变的结论。思考与讨论

ABm2m1m2m1m2m1

AB光滑请用已学知识推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）一、相互作用的两个物体的动量改变问题1：物体A、B受到哪些力的作用？影响动量变化的是哪些力的冲量？这些冲量之间有什么关系？问题2：规定初速度方向为正，结合牛三定律和动量定理分别列出求解两个物体动量变化的表达式，比较整体碰撞前后的动量之和，你有什么发现？

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AB光滑F1F2对m2：由动量定理得：对m1：由牛顿第三定律得：推导结果：结论：两个物体碰撞前后总动量保持不变用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1）一、相互作用的两个物体的动量改变：问题3：碰撞时的相互作用力是变力，上述推导结果仍然成立吗？问题4：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况有什么特点呢？问题5：碰撞系统满足动量守恒的条件是什么呢？

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AB光滑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.公式：(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'(2)∆p=0（系统总动量的变化量为0）(3)∆p1=-∆p2

（两物体动量的变化量大小相等、方向相反）3.条件：(1)系统不受外力或所受外力的合力为零(理想守恒)(2)系统所受合外力不为零，但系统内力远大于外力（近似守恒）(3)系统在某一方向上合力为零，则在这一方向上动量守恒.(某方向守恒)二、动量守恒定律如图所示，光滑的水平面上两小车中间夹一压缩的轻弹簧，两手分别按住小车使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，试分析：(1)两手同时放开，两车的动量均不为0，它们的总动量是否增加了？(2)若先放开左手，再放开右手后，系统的总动量是否为0？若不为零，方向如何？之后系统的总动量是否守恒？思考与讨论例1：如图，在列车编组站里，一辆质量为1.8×104kg的货车在平直轨道上以2m/s的速度运动，碰上一辆质量为2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后结合在一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。典型例题

m1m2火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接例2：一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度大小为v，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度大小为v1。求炸裂后瞬间另一块的速度v2。解：以火箭初速度方向为正方向，则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：v?v1v2p'=(m-m1)v2-m1v1mv=(m-m1)v2-m1v1总结用动量守恒定律解题的步骤明确研究对象，确定系统的组成研究过程并受力分析，确定动量是否守恒规定正方向，确定初、末动量根据动量守恒定律，建立守恒方程代入数据，求出结果并讨论说明例3：如图所示，光滑水平面上静止着一质量为M的小车，小车上有一光滑的、半径为R的1/4圆弧轨道，右侧有一固定竖直挡板。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法中正确的是A.小球下滑过程中，小车和小球组成的系统动量守恒B.小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒C.撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成的系统动量守恒D.撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒

当小球沿光滑圆弧轨道下滑时，小球和小车组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，A错误

小球下滑过程中，小车静止且受到挡板水平方向的弹力，即小球和小车组成的系统水平方向所受合外力不为零，小车和小球组成的系统在水平方向上动量不守恒，B错误撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，但在水平方向上所受合外力为0，水平方向动量守恒，故C错误D正确变形拓展

若质量为M的1/4圆弧滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来。设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时，两物体的速度有何关系？两物体速度为多大？1、小球运动到最高点，速度具有什么特点呢？

最高点小球竖直方向上的速度为零，只有水平速度且与光滑弧面速度相等2、此时速度为多大？由系统水平方向动量守恒：mv0＝(M+m)v变形拓展

若质量为M的1/4圆弧滑块静止在光滑水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来。设小球不能越过滑块，则小球到达滑块上的最高点时，两物体的速度有何关系？两物体速度为多大？3、若小球能冲出圆弧轨道，之后它做什么运动呢？

冲出圆弧轨道时，小球有一个竖直分速度，同时和轨道有一个相同的水平分速度，所以冲出轨道的小球将做斜抛运动动量守恒定律的普适性探究思考

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？1、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