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

对于冰壶等物体的碰撞是否也是这样呢？怎样证明这一结论？这是一个普遍的规律吗？ 在第一节中我们通过分析一辆小车碰撞另一辆小车，得出碰撞前后两辆小车的动量之和不变的结论。 新课导入： 动量定理给出了单个物体受力与动量变化量之间的关系，接下来我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，看看是否会有新收获？ 1 一、相互作用的两个物体的动量改变： 问题1：两个小球相撞后，它们的动量是否变化？动量改变的原因是什么？ v1 v2 v1′ v2′ m1 m1 m2 m2 碰 前 碰 后 问题2：碰后各自动量改变了多少？动量的改变量有什么关系？ 两个小球相撞后，它们各自的动量都发生改变，因为受到对方力的冲量。 2 v A B m2 m1 m2 m1 m2 m1 A B 光滑 F1 F2 用动量定理推导两物体碰撞前后的总动量的关系（两物体匀速，且v2>v1） 对m2： 由动量定理得： 对m1： 由牛顿第三定律得： 推导结果： 一、相互作用的两个物体的动量改变： 结论：两个物体碰撞碰撞前后总动量保持不变 3 问题3：我们的研究对象是几个物体，它们各自的受力情况又是怎样的？ 一、相互作用的两个物体的动量改变： m2 m1 N1 G1 N2 G2 F2 F1 系统 内力 外力 问题4：若系统所受合力不为0，那么系统碰撞前后总动量还能否守恒？ 4 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0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。 2.公式：(1)m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' (2)m1∆v1= -m2∆v2 3.条件： (1)系统不受外力(理想条件)或外力的合力为零(实际条件) (2)系统所受合外力不为零，但系统内力远大于外力（近似守恒） (3)系统在某一方向上合力为零，则在这一方向上动量守恒.(单向条件) 5 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 6 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 。 7 应用动量守恒定律解题的基本步骤和方法： 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。 注：动量守恒定律只涉及过程始末两个状态,与过程中力的细节无关。 8 小车和摆球组成的系统动量守恒吗？你能解释这种现象吗？ 9 动量守恒定律的普适性： 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，也适用于任何形式的相互作用；不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统。 2.动量守恒定律不仅适用于宏观、低速问题，而且适用于高速、微观的问题。 3.动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。 10 【典例1】（多选）关于动量守恒的条件，下面说法正确的是(　　) A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒 B．只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒 C．系统加速度为零，系统动量一定守恒 D．只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒动量守恒动量守恒 【正确答案】BC 11 【典例2】木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（　　） A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统机械能守恒 C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒 D．a离开墙壁后，a和b、弹簧组成的系统机械能不守恒 【正确答案】C 12 【典例3】如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为m（m<M）的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．在下滑过程中弧形槽对小球的弹力始终不做功 B．在小球压缩弹簧的过程中小球的机械能守恒 C．小球离开弹簧后，小球和弧形槽组成的系统机械能守恒，但小球不能回到弧形槽h高处 D．在整个过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，在下滑过程中弧形槽和小球动量守恒 【正确答案】C 13 【典例4】一只小船质量