动量守恒定律课件-高二上学期物理人教版选择性

高中物理选修一演讲者：曹雄1.3动量守恒定律目录一、动量的改变二、动量守恒定律【PART.01】一、动量的改变问题探究01动量守恒F·Δt=

mv'

–mv0=Δp接下来我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？v'FmFv0m动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系相互作用的两个物体的动量改变01动量守恒问题1：两个小球相撞后，它们的动量是否变化？动量改变的原因是什么？两个小球相撞后，它们的各自的动量都发生改变，因为受到对方的冲量。v1v2v1′v2′m1m1m2m2碰前碰后光滑相互作用的两个物体的动量之和02动量守恒取向右为正方向对A：对B：根据牛顿第三定律：p′1+p′2=p1+

p2两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和v1v2v1′v2′m1m1m2m2碰前碰后ABF2F1问题2：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？光滑相互作用的两个物体的受力情况03动量守恒问题3：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎样？FF’m2gm1g1.两物体各自即受到对方的作用力，同时又受到重力和桌面的支持力，重力和支持力是一对平衡力。2.两个碰撞的物体在受到外部对它们的作用力的矢量和为零的情况下动量守恒。N2N1【PART.02】二、动量守恒定律几个重要的概念01动量守恒一般而言，碰撞、爆炸等现象的研究对象是两个(或多个)物体。（1）系统：（2）内力：（3）外力：存在相互作用的几个物体所组成的整体，称为系统。系统中物体间的作用力称为内力。一对内力的冲量矢量和为零内力可以改变单个物体的动量，不改变系统的总动量。系统以外的物体施加给系统内物体上的力称为外力。外力才是系统的总动量改变的原因。动量守恒定律02动量守恒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，无论这一系统的内部发生了何种形式的相互作用这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律（lawofconservwationofmomentum）。2.表达式：（1）p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′(系统作用前的总动量等于作用后的总动量)．（2）Δp1＝－Δp2或m1Δv1＝－m2Δv2(系统内一个物体的动量变化与另一物体的动量变化等大反向)（3）Δp＝0(系统总动量的变化量为零)动量守恒定律的适用条件03动量守恒1.系统不受外力(理想条件);2.系统受到外力，但外力的合力为零(实际条件);在光滑水平面上有两个载有磁铁的相对运动的小车，两小车组成的系统动量守恒么？N2G2N1G1F2两小车在运动过程中，相互排斥的磁力属于内力，整个系统的外力即重力和支持力的和为零，所以系统动量守恒。F13.动量守恒的条件：动量守恒定律的适用条件03动量守恒3.系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力（如碰撞、爆炸等），外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒(近似条件）;4.系统某一方向不受外力或所受外力的矢量和为零，则该方向动量守恒（分动量守恒）动量守恒定律的性质04动量定理1.系统性：动量守恒定律是对一个物体系统而言的，具有系统的整体性，而对物体系统的一部分，动量守恒定律不一定适用。2.矢量性：选取正方向，与正方向同向的为正，反向的为负，方向未知的，设与正方向同向，结果为正时，方向即于正方向相同，否则，与正方向相反。3.瞬(同)时性:

动量是一个瞬时量，动量守恒是指系统任意瞬时动量恒定。方程左边是作用前某一时刻各物体的动量的和，方程右边是作用后某时刻系统各物体动量的和。不是同一时刻的动量不能相加。4.相对性：由于动量的大小与参照系的选择有关，因此在应用动量守恒定律时，应注意各物体的速度必须是相对同一参照物的。动量守恒定律的“五性”：动量守恒定律的性质04动量定理2.动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。3.动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。5.普适性：1.动量守恒定律不仅适用于正碰，也适用于斜碰；不仅适用于碰撞，也适用于任何形式的相互作用；不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。例题练习05动量守恒【例题1】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。审题指导③本题中研究的是哪一个过程？该过程的初状态和末状态分别是什么？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？碰撞前、后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例题练习05动量守恒

m1m2【解析】以碰前货车的运动方向为正方向，设两车结合后的速度为v。v1=2

m/s

，v2=0两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：=0.9m/s

【例题1】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。例题练习05动量定理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；4.列：由动量守恒定律列方程；5.解：解方程，得出最后的结果，并对结果进行分析。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。应用动量守恒定律的解题步骤：例题练习05动量定理【例题2】一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗。此时，火箭突然炸裂成两块(如图)，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。【分析】炸裂前，可以认为火箭是由质量m1和（m-m1）的两部分组成，火箭的炸裂过程可以看作炸裂的两部分相互作用的过程。在炸裂过程中，火箭受到重力的作用，所受合外力的矢量和不为0，但是所受的重力远小于爆炸时的作用力，所以可以近似认为系统满足动量守恒定律。例题练习05动量定理

m1m-m1火箭炸裂前的总动量为炸裂后的总动量为根据动量守恒定律可得：【解析】以v的方向为正【例题2】一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗。此时，火箭突然炸裂成两块(如图)，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。思考：火箭在炸裂前后，系统的机械能守恒吗?如果机械能不守恒，机械能是怎样变化的?例题练习05动量定理【例题2】一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度为v，方向水平，燃料即将耗。此时，火箭突然炸裂成两块(如图)，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。思考：火箭在炸裂前后，系统的机械能守恒吗?如果机械能不守恒，机械能是怎样变化的?火箭炸裂时，化学能转化为内能和机械能，系统的机械能会增大。且在爆炸中有大量的弹片高速飞向各个方向，这是爆炸前的机械能远不及的。机械能守恒和动量守恒定律的比较06动量定理机械能守恒定律动量守恒定律研究对象守恒条件守恒性质适用范围联系注意

单个、或相互作用的物体组成的系统相互作用的物体组成的系统只有重力或弹力做功,其他力不做功系统不受外力或所受合外力等于零标量守恒(不考虑方向性)矢量守恒(规定正方向)都可以用实验来验证,因此它们都是实验规律。仅限于宏观、低速领域到目前为止物理学研究的一切领域爆炸、碰撞、反冲相互作用现象中,因F内>>F外,动量是守恒的,但很多情况下有其它力（内力）做功,有其他形式能量转化为机械能,机械能不守恒.课堂练习06动量定理【典例1】如图所示