1.3 动量守恒定律 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

1.3 动量守恒定律 第一章 动量守恒定律 1   A B m2 m1   m2 m1 m2 m1 A B 光滑 F1 F2 一、动量守恒定律——理论推导：动量定理 第 ‹#› 页 2   A B m2 m1   m2 m1 m2 m1 A B 光滑 F1 F2 我们研究的对象是几个物体？ 它们各自的受力情况又是怎样的？ 一、动量守恒定律——理论推导：牛顿运动定律 第 ‹#› 页 3   A B m2 m1   m2 m1 二、系统　内力和外力 1.系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个系统 2.内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力 3.外力：外部其他物体对系统的作用力 FN1 G1 FN2 G2 F1 F2 系统 内力 外力 第 ‹#› 页 4 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。 三、动量守恒定律 1、内容： 2、表达式： 3、适用条件： (1)不受外力；(理想条件) (2)受到外力，但外力合力为零；(实际条件) (3)受到外力，且外力合力不为零，但系统内力远大于外力 外力可以忽略不计；(近似条件） (4)不符合以上三条中的任何一条，但在某一方向上符合以 上某条，则系统在这一方向上动量守恒.(单向条件) ① ② ③ 第 ‹#› 页 5 4、性质: (1)系统性：动量守恒定律是对系统而言的，对系统的一部分，动量守恒定律不一定适用。 (2)矢量性：选取正方向进行计算，方向未知的量，设与正方向同向，结果为正时，方向于正方向相同，否则，与正方向相反。 (3)瞬(同)时性: 方程左边是作用前某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进行相加。 (4)相对性：注意各物体的速度必须是相对同一参照物的。 ! 第 ‹#› 页 6 光滑的地面上，A、B两完全相同的小车用一根轻弹簧相连。用手缓慢向中间推两小车使弹簧压缩。当A、B两小车同时释放后： 思考与讨论 两辆小车分别向左、向右运动，它们都获得了动量，它们的总动量是否增加了？ 答案　两辆小车分别向左、向右运动，它们同时获得了动量，但两辆小车的动量的方向相反，动量的矢量和仍然为0，故系统的总动量没有增加。 例：在列车编组站里，一辆m1 = 1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以 v1 = 2 m/s 的速度运动，碰上一辆 m2 = 2.2×104 kg 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。 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   m1 m2 系统 FN1 FN2 F2 内力 外力 F1 G1 G2 解：以v1方向为正方向 设两车结合后的速度为v共 解得 v共= 0.9 m/s 方向与v1方向相同 8 例： 一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某点的速度为v，方向水平，燃料即将耗尽。火箭在该点突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度为v1 ，求炸裂后另一块的速度v2 。   m1 m2 解出 v1为负值，分母为正值，则 v2为正值，即剩余部分沿原方向运动 解：以v方向为正方向 9 用动量守恒定律解题的步骤 总结提升 生活场景的应用 速滑接力比赛 斯诺克比赛 冰壶比赛 正负电子对撞实验 宇宙大爆炸 原子核裂变反应 高速微观领域的应用 第 ‹#› 页 11 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。 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。 牛顿运动定律解决问题要涉及整个过程的力。 这些领域，牛顿运动定律不再适用。 四、动量守恒定律的普适性 第 ‹#› 页 12 作业 13 某一方向上的动量守恒： 若系统受到的合外力不为零，系统的动量不守恒。但若在某一方向上合外力为零，则系统在此方向上动量守恒。系统在某一方向动量守恒时，动量守恒表达式为：(以水平方向动量守恒为例) m1v1x＋m2v2x＝m1v1x′＋m2v2x′ (多选)如图，光滑水平面上静止着一辆质量为M 的小车，小车上有一光滑的、半径为R的圆弧轨道。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总动量守恒 B．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量不守恒 C．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平