16.3.1 动量守恒定律(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-5）

16.3.1 动量守恒定律 前面已经学习了动量定理，下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统，在不受外力的情况下，二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化，整个物体系统的动量又将如何？ 1、静止站在光滑的冰面上，小孩推大人一把，他们各自往相反的方向运动，谁运动得更快一些？他们的总动量是多少？ 现象思考 V1 V2 m1 m2 (V2>V1) 设：向左为正方向 碰撞之前总动量： P=P1+P2=m1υ1+m2υ2 碰撞之后总动量: P’=P’1+P’2=m1υ’1+m2υ’2 理论分析 1 1 1 1 1 v m v m t F - ¢ = 2 2 2 2 2 v m v m t F - ¢ = ∵ F1 = – F2 即 ∴ 故 p = p' 在碰撞过程中, N1 G1 N2 G2 F1 F2 系统 内力 外力 3．内力： 一、基本概念 1．系统： 2．外力： 相互作用的物体组成系统。 系统以外物体对系统的作用力 系统内各物体间的相互作用力 结论： 1、系统的内力不改变系统的总动量 2、外力的冲量改变系统的动量 分析得到上述两球碰撞得出的结论的条件： 两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外，还受到各自的重力和支持力 (外力）的作用，使它们彼此平衡。所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。 二、动量守恒定律 1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变 2、表达式： ① P= P’ p1+p2=p1′+p2′ m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ 系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量 ②Δp=0 系统总动量增量为0 ③Δp1=-Δp2 两物体动量增量大小相等、方向相反 3、守恒条件： ①不受外力或F合=0（严格条件） (系统不受外力或所受外力的矢量和为零) F内 》F外（近似条件）eg:爆炸、碰撞 (系统所受外力之和不为零，但系统内物体间相互作用的内力远大于外力，外力相对来说可以忽略不计) ③某方向上外力之和为零，在这个方向上动量守恒 (系统虽受外力，且不能忽略，但在某一方向上所受外力为0，则系统在这一方向上动量守恒) 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。 思考分析 系统所受的外力有：重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量不守恒。 在光滑水平面的车上有一辆平板车，一个人站在车上用大锤敲打车的左端.在连续的敲打下,这辆车能持续地向右运动吗?说明理由. 台球的斜碰 货车的接合 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。 4、适用范围： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ②定律既适用于宏观物体的相互作用，也适用于微观粒子的相互作用，不管是低速还是高速问题均适用。 适用范围————普遍适用 5、动量守恒定律四性 ： ①系统性：描述的对象是由两个以上的物体构成的系统 。 ②矢量性 ：系统内各物体相互作用前后均在同一直线上运动时，应首先选定正方向 。 ③相对性 ：表达式中各速度必须是相对同一参考系。一般以地面为参考系。 ④同时性 ：初态动量的速度都应该是互相作用前同一时刻的瞬时速度，末态动量中的速度都必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度。 思考与讨论 木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后，留要木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中，动量是否守恒 ？请说明理由。 B A N1 木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后，留要木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧（质量不可忽略）合在一起作为研究对象（系统），此系统从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中，动量是否守恒 ？请说明理由。 系统 N2 N4 N5 N6 外力 G 内力 N3 思考与讨论 假如将墙和弹簧去掉，问木块、子弹所组成的系统动量是否守恒 ？请说明理由。 思考与讨论 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 N1 N2 系统 内力 外力 思考与讨论 G N3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 思考与讨论 假如将墙去掉，而换作另一块木块，问两木块、弹簧和子弹组成的系统动量是否守恒 ？请说明理