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 动量守恒定律 动量守恒定律的普适性 动量守恒定律的应用 目录 CONTENTS 1 2 3 一、动量守恒定律 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 和 。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很短，用Δt表示。 试推导出碰撞前后AB总动量的关系 1.用动量定理推导 (1)以物体A为研究对象，根据动量定理， F1Δt＝m1v′1－m1v1①(2)以物体B为研究对象， F2Δt＝m2v′2－m2v2②(3)根据牛顿第三定律可知 F1＝－F2。③(4)整理①②③得 m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2。 两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和。 2.系统 内力和外力 （1）系统：相互作用的两个或几个物体组成一个力学系统。 （A、B两物体组成系统） （2）内力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力 （F1、F2） （3）外力：系统中相互作用的各物体之间的相互作用力 （FN1、 FN2 、 G1 、 G2 ） 3.动量守恒定律 （1）内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力矢量和为零，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： （3）理解： ①矢量性:规定正方向 ②相对性： v相对同一个参考系 ③同时性： 针对作用前后的同一时刻 （4）动量守恒的条件: ①理想条件:系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。 ②近似条件：系统内物体之间的内力远大于外力。 如作用时间极短的爆炸，碰撞类问题 ③单向条件：系统在某一方向上不受外力或合外力为零，则系统在这一方向上动量守恒. 光滑圆弧轨道光滑水平面 牛顿摆 练一练： 例1．下列情形中，满足动量守恒条件的是( ) A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量 B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量 C.子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量 D.棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量 答案：B 解析：动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的矢量和为零。 练一练： 解析: 系统所受的外力有：重力、地面对木块支持力、竖直墙对弹簧的支持力，三者之和不为零，所以系统动量不守恒。 例2 已知水平面光滑，子弹水平射入木块后留在木块中，两者已相同速度压缩弹簧，判断，在上述过程中子弹、木块、弹簧组成的系统动量守恒吗？ 二、动量守恒定律的普适性 阅读课文，为什么说动量守恒定律具有普适性？ 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。 二、动量守恒定律的应用 例3：在列车编组站里，一辆m1为1.8×104kg的货车在平直轨道上以v1=2m/s的速度运动，碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车，它们碰撞后一起继续运动。求货车碰撞后运动的速度。 解：沿碰撞前货车运动的速度的方向建立坐标轴如上图，则有v1=2m/s ，设两车结合后的速度为v 两车碰撞前的总动量为 p=m1v1 碰撞后的总动量为 p′=（m1+m2）v 由动量守恒定律p′=p得 m1v1=（m1+m2）v 代入数据得 v=0.9m/s 因为两车结合后的速度为正值，所以结合后仍然沿坐标轴方向运动 练一练： 练一练： 例4： 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。 小结： 动量守恒定律 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。 表达式： 成立条件: (1)系统不受外力或者所受外力的矢量和为0 (2)系统内物体之间的内力远大于外力 (3)系统所受合外力不为零，但在某一方向上合外力为0，则在系统这一方向上动量守恒 感谢倾听 $$