1.3 动量守恒定律 课件-2023-2024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 人教版（2019）选修 第一册 1.能运用动量定理和牛顿第三定律分析碰撞现象中的动量变化。 2.在了解系统、内力和外力的基础上，理解动量守恒定律。 3.能运用动量守恒定律分析生产生活中的有关现象。 4.了解动量守恒定律的普遍适用性和牛顿运动定律适用范围的局限性。 学习目标 第一节中我们通过分析一辆小车碰撞一辆静止小车，得出碰撞前后两辆小车的动量之和不变的结论。对于冰壶等物体的碰撞也是这样吗？怎样证明这一结论？这是一个普遍的规律吗？ 导入新课 一、相互作用的两个物体的动量改变 思考：A、B小球的总动量是否发生变化？ 碰 后 v1′ v2′ m1 m2 光滑水平面上，沿同一直线运动的两个小球： 碰 前 v1 v2 m1 m2 A B 设光滑水平面上做匀速运动的两个小球，质量分别是m1和m2，沿着同一直线向相同的方向运动，速度分别是v1和v2，且v1>v2，经过一段时间后，m1追上了m2时发生碰撞，碰撞后的速度分别是v1′和v2′。 碰撞过程中第一个小球所受第二个球对它的作用力是F1，第二个球所受第一个球对它的作用力是F2。碰撞时，两小球之间力的作用时间很短，用Δt表示。 (1)分析碰撞过程中每个小球受到的合力和每个小球动量变化情况如何？ (2)两个小球在碰撞过程中每个时刻相互作用力有什么关系？ (3)推导出碰撞前后动量守恒的表达式。 思考： v1′ v2′ m1 v1 v2 m1 m2 m2 FN1 FN2 G1 G2 F1 F2 对m1： F1Δt = m1v'1- m1v1 对m2： F2Δt = m2v'2 -m2v2 由牛顿第三定律得 F1=- F2 m1v'1+ m2v'2= m1v1+ m2v2 或者： p′1+ p′2= p1+ p2 结论： 以向右为正方向 推导依据： m1v'1- m1v1= -(m2v'2 -m2v2) 问题：碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况有什么特点？ v1′ v2′ m1 v1 v2 m1 m2 m2 FN1 FN2 G1 G2 F1 F2 动量定理 二、动量守恒定律 *系统：由两个或多个相互作用的物体构成的整体，称为系统。 *内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力，如 F1、 F2。 *外力：外部其他物体对系统的作用力。 明确概念：系统、内力、外力 F1 F2 FN1 FN2 G1 G2 1.内容： 2.表达式 ⑵ m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ ⑶) Δp1＝－Δp2 ⑷ Δp＝0 ⑴ p = p′ 相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和。 相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 系统总动量的增量为零。 系统相互作用前的总动量 p 等于相互作用后的总动量 p′。 动量守恒定律 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。 ⑵矢量性 ⑶相对性 ⑷瞬时性 ⑴系统性 若作用前后动量都在一条直线上，要选取正方向，将矢量运算简化为代数运算。 各个速度必须是相对同—参考系的。 若题目不作特别说明，一般都以地面为参考系。 动量守恒指的是系统内物体相互作用过程中任一瞬时的总动量都相同，故vl 、v2必须时某同一时刻的速度，vl′、v2′必须是另同一时刻的速度。 整体的总动量。 3.性质 4.守恒条件 ⑴理想守恒 系统受到的合外力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。 (近似条件) (理想条件) 系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒。 ⑵近似守恒 ⑶某方向守恒 (单向条件) 系统在某个方向上所受合外力为零时，系统在该方向上动量守恒。 水平面光滑 水平面光滑，小滑块由静止滑下 系统水平方向 动量守恒 A B C 实例 针对练 下列四幅图所反映的物理过程中，动量守恒的是 (　　) AC 剪断细线，弹簧恢复原长的过程中，M、N和弹簧组成的系统 在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统 A. 木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中，木块和斜面体组成的系统 D. B. N M 墙壁 两球匀速下降，细线断裂后，它们在水下运动的过程中，两球组成的系统（不计水的阻力） C. 木球 水 思考与讨论 A、B 两辆小车放在光滑的水平面上，二者之间连接一根被压缩了的弹簧后用细线栓住，则烧断细线后，系统动量是否守恒？ ! 1.选择研究对象(系统)，区分内力和外力，从而判断所选择的系统动量是否守恒。 2.在系统总动量一定(守恒)的情况下，系统中每个物体的动量可以发生很大的变化。 注意 例题1 在列车编组站里，一辆质量为1.8×104kg的货车在平直轨道上以2m/s的