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

第 3 课 动量守恒定律 第一章 动量守恒定律 新人教版高中物理选择性必修一 地面光滑， 小球以v做匀速直线运动 动量不变 判断以下单个物体的动量是否发生改变 发生碰撞后，小球反弹 引起小球动量变化的原因是什么？ 发生碰撞 小球受到力的作用 动量变化 对于单个物体，动量不变的条件是： 物体不受外力的作用或合外力为零的时候，保持原来状态不变。 当 B 追上 A 时发生碰撞，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 交流讨论 1 m1 m2 A B v2 v1 在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体沿同一直线同向运动 v2 ＞ v1 作用时间 Δt 很短 碰撞后：A 的速度是 v1′ ，B 的速度是 v2′ 。   B A m2 m1 m2 m1 m2 m1 B A 光滑 F2 F1 取向右为正方向 对A： 对B： 根据牛顿第三定律： 两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和   p′1+ p′2= p1+ p2 5     A B m2 m1 m2 m1 系统：有相互作用的两个（或两个以上）物体构成一个系统； 内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力； 外力：外部其他物体对系统的作用力； N1 G1 N2 G2 F1 F2 系统 内力 外力 碰撞前后满足动量之和不变的两个物体的受力情况是怎样？ 两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力的矢量和为0的情况下动量守恒。 6 1.内容:如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。 2.表达式： （1）p＝p′或m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ (系统作用前的总动量等于作用后的总动量)． （2）Δp1＝－Δp2或m1Δv1＝－m2Δv2 (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) （3）Δp＝0(系统总动量的变化量为零) 二、动量守恒定律 3.适用条件 (1)系统不受外力；(理想条件) (2)系统受到外力，但外力的合力为零；(实际条件) 在光滑水平面上有两个载有磁铁的相对运动的小车，两小车组成的系统动量守恒么？ N2 G2 N1 G1 F1 F2 两小车在运动过程中，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。 3.适用条件 (3)系统所受外力合力不为零，但系统内力远大于外力（如碰撞、爆炸等），外力相对来说可以忽略不计，因而系统动量近似守恒；(近似条件） 宇宙大爆炸 美式桌球 ③单方向的动量守恒条件：系统在某一方向上不受外力或所受合外力为零，系统在这一方向动量守恒。 小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量不守恒,但在水平方向上动量守恒 【例题】在列车编组站里，一辆质量为1.8×104 kg 的货车在平直轨道上以2 m/s 的速度运动，碰上一辆质量为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 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？ 地面摩擦力和空气阻力 远小于内力 动量守恒   m1 m2 系统 N1 N2 F2 内力 外力 F1 G1 G2   m1 m2 【解析】以碰前货车的运动方向为正方向，设两车结合后的速度为v 。 v1 = 2 m/s ，v2 = 0 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： = 0.9 m/s 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。 巩固提升 例2．一枚在空中飞行的火箭质量为 m， 在某时刻的速度为 v ，方向水平，燃料 即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块， 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，v1 m，v v2 = ? 解：火箭炸裂前的总动量为 p = mv 炸裂后的总动量为 p′ = m1v1＋(m－m1)v2 m1，v1 m，v v2 = ? m1v1＋(m－m1)v2 = mv ，解得 外力（重力、空气阻力）远小于爆炸时的作用力，所以可以 认为系统满足动量守恒定律的条件。根据动量守恒定律可得： 交流讨论 用动量守恒定律解决问题的优越性： 2.动量守恒定律的适用范围： 只涉及初末状态，不需要分析过程中力的细节。 宏观低速、微观高速均适用。 $$