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

知识回顾 1.冲量： 单位是N·s 2.方向： 3.F-t图像面积意义：反映了力对物体冲量，且有正负之分。 F∆t =Δp=p'-p 4、动量定理： I=Ft（F必须为恒力） 冲量为矢量，力的冲量的方向跟该力的方向相同 第一章 动量守恒定律 3、动量守恒定律 CONTENTS 01 02 03 学习目标 掌握动量守恒定律 动量守恒定律的应用 理解系统、内力和外力 3 F·Δt= mv' – mv0=Δp 思考：如果我们想要研究两个、三个物体，甚至多个物体，应如何研究？ F v0 v' F m m 通过之前的学习我们已经掌握了 单个物体受力与动量变化量之间的关系 一、系统、内力和外力 注意：内力和外力的区分依赖于系统的选取，只有在确定了系统后，才能确定内力和外力。 1、系统：我们把两个（或多个）相互作用的物体构成的整体叫做一个力学系统。系统可按解决问题的需要灵活选取。 2、内力：系统中物体间的相互作用力叫做内力。 3、外力：系统以外的物体施加给系统内任何一个物体的力，叫做外力。 选ABC为系统：A与C、B与C之间的摩擦力为内力还是外力？ 选AB为系统：A与C、B与C之间的摩擦力为内力还是外力？ 设置物理情景：在光滑水平面上做匀速运动的两个物体A、B，质量分别为m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1、v2，且v2>v1。当B追上了A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别为v1′和v2′。 B v2 m2 A v1 m1 思考：下面我们用动量定理来分别研究A和B的动量变化！ 二、相互作用的两个物体的动量改变 B v2 m2 A v1 m1 B v2' m2 A v1' m1 碰撞过程 对A应用动量定理： 对B应用动量定理： 根据牛顿第三定律： 得 两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。 F1 F2 m2 m1 相互作用的两个物体的动量改变 系统的动量守恒 碰撞过程 两个碰撞物体外部作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。 思考：A、B系统，哪些力是内力？内力作用效果如何？ 外力矢量和为零时，外力冲量为零，系统动量不变 守恒条件分析 思考：A、B系统，哪些力是外力？作用效果如何？外力的矢量和是多少？ 内力只改变单个物体动量，不改变系统总动量。 外力既改变单个物体动量，也改变系统总动量。 m2 m1 G1 N1 N2 G2 F2 F1 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。 1.内容： 2.表达式： （3）Δp＝0 （1）p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ （2）Δp1＝－Δp2 或 m1Δv1＝－m2Δv2 (系统作用前的总动量等于作用后的总动量)． (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) (系统总动量的变化量为零) 三、动量守恒定律 (1)矢量性：动量守恒定律是矢量式，对于作用前后的运动方向都在同一直线上的问题，应选取统一的正方向。 (2)瞬时性：动量是一个状态量，是作用前(或某一时刻)系统的动量和等于作用后(或另一时刻)系统的动量和。 (3)相对性：速度相对于同一参考系,一般以地球为参考系。 (4)系统性：描述的对象是由两个以上的物体构成的系统 。 3.理 解 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(时间较短），也适用于任何形式的相互作用（时间可以较长）；不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于两个以上物体组成的系统。 4、适用范围： 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。 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 5、机械能守恒和动量守恒的比较： 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。 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. 仅限于宏观、低速领域 到目前为止物理学研究的一切领域 6、守恒条件的理解： （1）理想条件：系统不受外力作用或F合外=0 （2）近似条件：系统所受外力之和不为零，但系统的内力 远大于外力，外力可以忽略不计，如:碰撞、爆炸瞬间 （3）方向条件：系统受外力，且不能忽略，但在某一方向上所受外力为0， 则系统在该方向上动量守恒， 系统不受外力作用或F合外=0 两小车在相互作用的运动过程中，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。