高二-粤教版-物理-选择性必修一 第一章《第四节 动量守恒定律的应用（1）》课件

第四节

动量守恒定律的应用（1）高二—粤教版—物理—选择性必修一

第一章

学习目标2.知道应用动量守恒定律解决问题时的注意事项和一般步骤。3.了解动量守恒定律的普遍适用性。1.深刻理解动量守恒定律，会用动量守恒定律解决生产生活中的问题。定律内容公式表达动量守恒判断方法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。m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ABABAB

FF动量守恒定律知识回顾（1）从现象看：系统的动量大小、方向是否发生变化。（2）从条件看：系统所受合外力是否为零;要点一、动量守恒的条件拓展思考：下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（

）BA.地面光滑，剪断细线

弹簧恢复原长的过程B.木块静止在水平面上，

子弹射入木块的过程

C.木块沿固定斜面

由静止滑下的过程

D.斜面静止在光滑水平面上，

物体由静止滑下的过程v1v2FGF地FGF地GF地v动量增大v动量增大作用时间极短系统内力远大于外力系统动量守恒水平方向合外力为零水平方向动量守恒系统动量守恒的条件：（1）理想条件：系统不受外力（2）实际条件：系统所受合外力为零；（3）近似条件：系统所受合外力不为零，但系统内力远大于外力，外力可以忽略不计，则系统动量近似守恒。（4）单向条件：系统总的来看虽不符合上述条件，但在某一方向符合上述某一条件，则系统在该方向上动量守恒。守恒条件拓展冰壶简介：

冰壶，又称掷冰壶，冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。该项目设2小队，双方站在冰场两端，以相对方向的垒圈为目标投掷冰壶，使之溜进垒圈或者接近垒圈。案例1：冰壶运动要点二、动量守恒定律的基本应用应用案例分析思考：（1）冰壶碰撞的过程，两个冰壶组成的系统动量守恒吗？（2）碰撞后，冰壶速度如何变化？（3）冰壶运动中，除了冰壶碰撞过程外，还有哪些过程也遵循动量守恒定律？2022年冬奥会冰壶混双比赛要点二、动量守恒定律的基本应用案例1：冰壶运动应用案例分析思考：（1）冰壶碰撞的过程，两个冰壶组成的系统动量守恒吗？

分析：冰壶与冰面间摩擦因数很小，摩擦力很小；且冰壶碰撞时间极短，内力远大于外力，故摩擦力可以忽略不计，可认为系统所受合外力为零。

结论：无论正碰还是斜碰，系统动量守恒。（2）碰撞后，冰壶速度如何变化？要点二、动量守恒定律的基本应用2022年冬奥会冰壶混双比赛案例1：冰壶运动应用案例分析

定量计算1：在某次投掷中，黄色冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与静止的红色冰壶发生正碰，碰后红色冰壶以0.3m/s的速度向前滑行。若两冰壶质量相等，求碰后黄色冰壶的速度。冰壶撞击瞬间要点二、动量守恒定律的基本应用情境转化v0=0.4m/sv2=0.3m/s物理建模mm（假设）v1案例1：冰壶运动应用案例分析正方向（假设）v1v0=0.4m/sv2=0.3m/s物理建模mm

定量计算1：在某次投掷中，黄色冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与静止的红色冰壶发生正碰，碰后红色冰壶以0.3m/s的速度向前滑行。若两冰壶质量相等，求碰后黄色冰壶的速度。

解：设碰前运动方向为正方向，则黄色冰壶碰前v0=0.4m/s，碰后假设速度沿正方向设为v1；红色冰壶碰后速度v2=0.3m/s根据系统动量守恒定律：mv0=mv1+mv2解得：v1=0.1m/s即：速度大小为0.1m/s，方向不变。应用动量守恒定律应注意：

——矢量性：一维相互作用时，应选定正方向，用“+、-”号表示速度方向。应用案例分析思考：（1）冰壶碰撞的过程，两个冰壶组成的系统动量守恒吗？（2）碰撞后，冰壶速度如何变化？（3）冰壶运动中，除了冰壶碰撞过程外，还有哪些过程也遵循动量守恒定律？2022年冬奥会冰壶混双比赛要点二、动量守恒定律的基本应用案例1：冰壶运动掷壶过程：冰壶与冰面间的摩擦力可以忽略不计，运动员和冰壶组成的系统水平方向可视为合外力为0，故系统水平方向动量守恒。应用案例分析

定量计算2：假设掷壶运动员手持冰壶从本垒圆心向前的速度v0=1m/s，至前卫线冰壶出手瞬间，冰壶在水平方向上相对于手的速度v1=2m/s。已知掷壶运动员的质量M=60kg，冰壶的质量m=20kg，则冰壶出手后，运动员的速度如何变化？要点二、动量守恒定律的基本应用案例1：冰壶运动v（假设）v+v1（对地速度）掷壶瞬间情境转化Mmv0=1m/s物理建模应用案例分析

v（假设）v+v1（对地速度）Mmv0=1m/s物理建模应用动量守恒定律应注意：

——

同系性：各速度必须是相对于同一参考系的速度，一般以地面为参考系。——同时性：初状态总动量中各速度是相互作用前同一时刻的瞬时速度；

末状态总动量中各速度是相互作用后同一时刻的瞬时速度。应用案例分析课堂探究思考：（4）是否可以用牛顿运动定律求解？

碰撞过程、掷壶过程力的变化比较复杂，且相互作用时间很短，利用牛顿运动定律解决很困难。

动量守恒定律只考虑相互作用前后两个状态量，不需要考虑相互作用的过程量，体现了动量守恒定律的普适性和易用性。要点二、动量守恒定律的基本应用案例1：冰壶运动应用案例分析要点二、动量守恒定律的基本应用飞船和空间站对接火箭发射碰碰车

女子短道速滑许多相互作用过程由于作用力难以确定，不能直接应用牛顿定运动律解决问题，可以利用动量守恒定律来解决。

这正是动量守恒定律的特点和优点，同时又为我们解决力学问题提供了一种新的思路和方法。应用案例分析如图所示，质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动。某时刻质量mA=2kg的小铁块A以v2=2m/s的速度水平向右滑上小车，A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车，求A在小车上停止运动时，小车的速度大小。（取g＝10m/s2。）解析：（1）条件判断：因为水平面光滑，铁块A和小车B组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒。（2）状态分析：A在小车上停止运动，意味着AB保持相对静止，有共同速度。v1=1m/sv2=2m/s要点二、动量守恒定律的基本应用案例2：滑块和小车的相互作用应用案例分析（3）规范求解：解：取水平向右为正方向，当A在小车上停止运动时，假设A、B以共同速度向右运动，设为v：根据系统动量守恒定律：mAv2-mBv1=（mA+mB）v解得：v=1m/s，方向向右。（4）思考：能用牛顿运动定律求解吗？正方向v1=1m/sv2=2m/s案例2：滑块和小车的相互作用要点二、动量守恒定律的基本应用应用案例分析方法2：牛顿运动定律解：设经过时间t，A在小车上停止运动，假设A、B以共同速度向右运动，设为v：对铁块A:

解得：对小车B:解得：两者共速：μmAg=mAaAaA=2m/s2（向左）μmAg=mBaBaB=4m/s2（向右）v=-v1+aBt=v2-aAt

解得：t＝0.5s，v=1m/sv1=1m/sv2=2m/sff=μmAgA案例2：滑块和小车的相互作用要点二、动量守恒定律的基本应用正方向应用案例分析方法1：系统动量守恒定律mAv2-mBv1=（mA+mB）v解得：v=1m/s，方向向右。方法1更简洁：——动量守恒定律只考虑相互作用前后两个状态量，不需要考虑相互作用过程中的细节。方法2：牛顿运动定律对铁块A:

解得：对小车B:解得：两者共速：μmAg=mAaAaA=2m/s2（向左）μmAg=mBaBaB=4m/s2（向右）v=-v1+aBt=v2-aAt

解得：t＝0.5s，v=1m/s要点二、动量守恒定律的基本应用案例2：滑块和小车的相互作用应用案例分析案例3：探究未知粒子的性质要点二、动量守恒定律的基本应用1932年，查德威克利用动量守恒定律和能量守恒定律发现了中子。α粒子质子未知射线Be石蜡博特（德国）居里夫妇（法国）轰击氢核、氮核：发现中子查德威克（英国）应用案例分析

m1m1m2m1m2

一质子以1.0×107m/s的速度向右与一个静止的未知核碰撞。已知质子的质量是1.67×10-27kg，碰撞后质子以6.0×106m/s的速度反向弹回，未知核以4.0×106m/s的速度向右运动，试确定未知核的“身份”。x解：设向右为正方向，根据动量守恒定律：解得：代入数据得：案例3：探究未知粒子的性质氦核动量守恒定律的普适性：微观、高速的情况也适用。应用案例分析（1）找：研究对象(系统包括那几个物体)+研究过程；（2）析：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：根据动量守恒定律列方程；（5）算：合理运算求结果，并对结果进行分析。课堂探究课堂总结动量守恒定律应用的一般步骤和注意事项：理想条件、实际条件、近似条件、单向条件矢量性、同系性、同时性、普适性（与牛顿运动定律的比较）谢谢观看!第四节

动量守恒定律的应用（1)答疑高二—粤教版—物理—选择性必修一

第一章

第1题：质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是（

）A.M、m0、m速度均发生变化，碰后分别为v1、v2、v3，

且满足(M＋m0)v＝Mv1＋mv2＋m0v3B.

m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，且满足Mv＝Mv1＋mv2C.

m0的速度不变，M和m的速度都变为v′，且满足Mv＝(M＋m)v′D.

M和m0的速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2课堂探究习题讲解BC课堂探究习题讲解【解析】（1）M和m碰撞，由于时间极短，弹簧形变极小可忽略不计，因而m0在水平方向上没有受到外力作用。简言之：M和m碰撞过程中，m0没有参与，其速度v0不变，选项AD错误。（2）M和m的碰撞过程的特点：由于未说明两者碰撞后速度的情况，可能具有共同速度，也可能分开，选项BC正确。第2题：如图，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车的总质量为M＝

30kg，乙和他的冰车的总质量也为30kg。游戏时，甲推着一个质量为m＝

15kg的箱子和他一起以v0＝

2m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来。（1）若甲和乙迎面相撞，碰撞后两车以共同的速度运动，求碰撞后两车的共同速度。解：（1）以甲车初速度方向为正方向甲、箱子、乙三者组成的系统动量守恒：（M＋m