第2节 动量守恒定律及其应用（教学课件）物理鲁科版2019选择性必修第一册

鲁科2019 第2节 动量守恒定律及其应用 高中物理选择性必修一 第1章 动量及其守恒定律 制作：沈雄斌 授课：东山二中高二物理 站在冰面上的两个同学。不论谁推谁。两人都会向相反方向滑去。 物体间力的作用是相互的 推动前： 两同学的动量均为0 推动后： 两人的动量都发生了变化，且方向相反。 推动前后他们的总动量在是否也发生了变化呢？ 动量变化规律的实验探索 将两滑块靠在一起并压缩弹片，用细线把它们拴住，两滑块处于静止状态。 将两个质量相等且带有弹片的滑块装上相同的， 放置在气垫导轨的中部。 遮光板 细线 烧断细线，两滑块被弹片弹开后朝相反方向做匀速运动。测量遮光板通过光电门的时间，计算滑块的速度。 增加其中一个滑块的质量，使其质量是另一个的 2 倍，重复以上实验。同样判断：两滑块在弹开前后的总动量会发生变化吗？ 判断：在两滑块弹开前后，它们的总动量变化了吗？ 剪断绳子后的系统总动量几乎为零 结论 实验结果表明，在气垫导轨上，无论两滑块的质量是否相等，它们在被弹开前的总动量为 0,弹开后的总动量也几乎为 0。这说明气垫导轨上的两滑块在相互作用前后的总动量几乎是不变的。 一个系统不受外力或者所受合外力为 0 时， 这个系统的总动量保持不变。这称为动量守恒定律 大量研究表明： 01 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： 作用前后系统动量相等 3、内力与外力： 系统内物体间的相互作用力称为内力。 F 两同学组成一个系统，之间互推的力即为内力。 各自受到的重力、支持力或摩擦力即为外力。 系统内物体受到系统外物体的作用力则称为外力。 01 动量守恒定律 4、动量守恒的条件： ①不受外力或F合=0 (系统不受外力或所受外力的合力为零) ②F内 >>F外 (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) 爆炸 碰撞 4、动量守恒的条件： 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) 4、动量守恒的条件： 竖直方向不守恒，水平方向守恒 动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一， 不仅低速、宏观领域遵循这一规律，高速（接近光速）、微观（分子、原子的尺度）领域也遵循这一规律。 动量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广。 01 动量守恒定律 例题 1、将两根完全相同的磁铁分别固定在甲、乙两辆小车上，两小车相向运动的过程中，组成的系统动量是否守恒？ 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。 例题 2、如图所示的四幅图都是反映物理过程的图，下列选项中描述系统动量守恒的是( ) A.如图1所示，站在小车上的男孩用力推静止在光滑的水平面上的木箱的过程中，男孩和小车组成的系统 B．如图2所示，光滑的水平面上的压缩的轻质弹簧恢复原长的过程中，A、B两滑块组成的系统 C．如图3所示，两球匀速下降时细线断开，两球均在水面下方运动的过程中，两球组成的系统 D．如图4所示，木块沿光滑的斜面体由静止开始下滑的过程中，木块和斜面体组成的系统 C 例题 3、如图所示， 在光滑的水平面上有一辆平板车，某同学站在车上，想通过敲打车的左端让小车向右不断运动。可行吗？为什么？ 把人、锤子和平板车看成一个系统，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒。用锤子连续敲打车的左端，根据水平方向动量守恒可知，系统的总动量为零，锤子向左运动，平板车向右运动；锤子向右运动，平板车向左运动，所以车左右往复运动，不会持续地向右运动。 小船停靠湖边时，如果船还未拴住，人便匆匆上岸，人有可能会掉入水中。为什么会出现这种情况？ 船在水面，水平方向受到水的阻力很小。人与船组成的系统动量守恒。当人向前运动时，船会向后退。 利用动量定理推导动量守恒定律 在一个光滑的水平面上有两个同向运动的小球A、B，质量分别为m1、m2，速率为v1、v2,且v1>v2,当两球碰撞后分别以v1′和v2′继续向原方向运动。 设碰撞过程B对A平均作用力为F1, A对B平均作用力为F2,力作用时间为t，以速度方向为正方向 据动量定理： v1 v2 可得： 整理式子： 碰撞前系统总动量 碰撞后系统总动量 由于两球碰撞过程中的每个时刻都有 F2 = -F1,因此上式对两球碰撞过程中任意时刻的状态都适用，即系统的总动量在整个过程中一直保持不变，在这个过程中动量是守恒的。 由牛顿第三定律可知: F2=-