1.3 动量守恒定律（教学课件）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第一册）

第三节 动量守恒定律 主讲老师： 20XX.XX.XX 目录 03 动量守恒定律的普适性 01 02 动量守恒定律 相互作用的两个物体的动量改变 观看视频，猜一下冰壶碰撞前后两冰壶的动量之和不变的结论是否还适用，怎样证明这一规律普遍适用？ 课堂引入 第一部分：相互作用的两个物体的动量改变 （一）建构碰撞模型 【情景】如图中在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A，B，当B追上A时发生碰撞。碰撞后A、B的速度分别是v′1和v′2。碰撞过程中A所受B对它的作用力是F1，B所受A对它的作用力是F2。碰撞时，两物体之间力的作用时间用Δt表示。你能根据以上信息推导A、B碰撞之后动量之和的变化情况吗？ 光滑 F1 F2 (2)以物体B为研究对象，物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即 （二）推导过程 【推导过程】 (1)以物体A为研究对象，根据动量定理，物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲量，即 光滑 F1 F2 (2)以物体B为研究对象，物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即 (3)根据牛顿第三定律可知两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力 (4)整理得 （三）归纳总结 碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎么样的呢？ m2 m1 F F’ m1g m2g 1.两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。 第二部分：动量守恒定律 （一）系统及系统的内力和外力 1.系统：相互作用的两个（或多个）物体构成一个系统。 2.内力：系统内部物体相互之间的作用力。 3.外力：外部物体对系统内部物体的作用力。 m2 m1 F F’ m1g m2g N1 N2 （二）动量守恒定律 1.内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变。 2.表达式： 3.条件： ①系统不受外力或所受合外力为零（严格条件） ②虽然受外力不为零，但内力>>外力，且作用时间极短，爆炸，碰撞类问题（近似条件） ③虽然受外力不为零，但某方向上不受外力，则该方向动量守恒。（某方向动量守恒，系统动量实际不一定守恒） （三）思考与讨论 A B 如图所示，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻弹簧。 （1）烧断细绳后，由于弹力的作用，两辆小车分别向左、右运动，它们获得了动量，它们的总动量是否增加了？ 系统所受合外力为0，动量守恒；整个过程取向左为正方向，则0=mAvA+(-mBvB)； （2）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，右边小车获得了动量，那么它们的总动量是否守恒？ 系统所受合外力不为0，动量不守恒 （三）思考与讨论 A B 如图所示，静止的两辆小车用细线相连，中间有一个压缩了的轻弹簧。 （3）烧断细绳后，按住左边的小车，由于弹力的作用，右边小车向右运动，当弹簧恢复原长时，松开左边小车，哪个过程它们的总动量不守恒，哪个过程它们的总动量守恒？ 烧断绳子瞬间到弹簧恢复原长前，系统所受合外力不为0，动量不守恒。 松开左边小车后，系统合外力为0，动量守恒。 （四）典例精析 【例题1】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 = 2.2×104kg 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。 v m1 m2 系统 N1 N2 F2 内力 外力 F1 G1 G2 （1）本题中相互作用的系统是什么？ 地面摩擦力和空气阻力 远小于内力 动量守恒 分析： （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？ （四）典例精析 v m1 m2 x 0 【解析】沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，有v1 = 2 m/s 设两车结合后的速度为v 。 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： 所以 代入数值，得： v= 0.9 m/s，方向向右。 （四）典例精析 【例题2】 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 。 解：火箭炸裂前的总动量为： 火箭炸裂后的总动量为： 根据动量守恒定律可得： 解得： x 0 v m1 m2 v （五）技巧点拨 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，画好分析图； ④列：由动量守恒定律列方程； ⑤算：合理进行运算，得出最后的结果，并对结果进行分析。 应用动