第1章 第3节 动量守恒定律（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019，江苏专用）

第3节　动量守恒定律 核心素养导学 物理观念 (1)知道相互作用的两个物体的动量变化特点。 (2)理解系统、内力、外力的概念。 (3)知道动量守恒定律的内容及表达式，理解其守恒的适用条件。 科学思维 培养逻辑思维能力，掌握运用动量守恒定律解决问题的步骤，会应用动量守恒定律分析计算有关问题。 科学态度与责任 了解动量守恒定律的普遍意义，能正确认识科学的本质。 一、相互作用的两个物体的动量改变 1．情境设置：如图所示，在光滑水平面上同一方向运动的物体A、B，质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，且v2>v1，碰撞过程作用时间为Δt，B对A的作用力为F1，A对B的作用力为F2，碰后A、B的速度分别为v1′、v2′。 2．推导过程 对物体A应用动量定理：F1Δt＝_______________， 对物体B应用动量定理：F2Δt＝_______________， 由牛顿第三定律可知：F1＝______， 由以上三式可得：m1v1′＋m2v2′＝____________。 3．结论：两物体碰撞后的动量之和______碰撞前的动量之和。 m1v1′－m1v1 m2v2′－m2v2 －F2 m1v1＋m2v2 等于 二、动量守恒定律 1．系统：相互作用的两个或多个物体构成的整体。 2．内力：________物体间的作用力。 3．外力：_________的物体施加给_______物体的力。 4．内容：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_______保持不变。 5．普适性：适用于从宏观到微观的一切领域。 (1)内力和外力是相对的，若研究对象发生变化，内力和外力也可能发生变化。 (2)系统的总动量保持不变是指在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等。　 系统中 系统以外 系统内 总动量 1.如图所示，父子两人在滑冰场上做游戏。开始时处于静止状态，互相用力推对方，两人会向相反方向滑去。 (1)两人的动量变化量有什么关系？ (2)两人的总动量在推动前后是否发生了变化？ 提示：(1)两人的动量变化量大小相等，方向相反。 (2)两人的总动量在推动前后均为零，没有发生变化。 2．如图所示，公路上三辆汽车发生了追尾事故。如果将前面两 辆汽车看成一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力 是内力，还是外力？如果将后面两辆汽车看成一个系统呢？ 提示：内力是系统内物体之间的作用力，外力是系统以外的物体对系统以内的物体的作用力。一个力是内力还是外力关键是看所选择的系统。如果将前面两辆汽车看成一个系统，最后面一辆汽车对中间汽车的作用力是系统以外的物体对系统内物体的作用力，是外力；如果将后面两辆汽车看成一个系统，最后面一辆汽车与中间汽车的作用力是系统内物体之间的作用力，是内力。 新知学习(一)|对动量守恒定律的理解 [任务驱动] 如图所示，在风平浪静的水面上，停着一艘帆船，船尾固 定一台电风扇，正在不停地把风吹向帆面，船能向前行驶吗？ 为什么？ 提示： 把帆船和电风扇看作一个系统，电风扇和帆船受到空气的作用力大小相等、方向相反，这是一对内力，系统总动量守恒，船原来是静止的，总动量为零，所以在电风扇吹风时，船仍保持静止。　　　　 [重点释解] 1．研究对象：相互作用的物体组成的系统。 2．动量守恒定律的成立条件 (1)系统不受外力或所受合外力为零。 (2)系统受外力作用，合外力也不为零，但合外力远远小于内力，此时动量近似守恒。 (3)系统所受到的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。 3．动量守恒定律的三个性质 矢量性 公式中的v1、v2、v1′和v2′都是矢量，只有它们在同一直线上，并先选定正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，才能用代数方法运算。 相对性 速度具有相对性，公式中的v1、v2、v1′和v2′应是相对同一参考系的速度，一般取相对地面的速度。 同时性 相互作用前的总动量，这个“前”是指相互作用前的某一时刻，v1、v2均是此时刻的瞬时速度；同理，v1′、v2′应是相互作用后的同一时刻的瞬时速度。 [典例体验] [典例]　如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统 (　 ) A．动量守恒，机械能守恒 B．动量守恒，机械能不守恒 C．动量不守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能不守恒 [解析]　撤去推力，系统所受合外力为零，动量守恒；因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力