1.3 动量守恒定律（课件PPT)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

第一章　动量守恒定律 第3节　动量守恒定律 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 [学习目标] 1. 了解系统、内力和外力的概念（物理观念）.2.通过理 论推导掌握动量守恒定律的确切含义和表达式，知道动量守恒 定律的适用条件（科学探究）.3.通过实例分析，了解动量守 恒定律的普遍适用性，会初步利用动量守恒定律解决实际问题 （科学思维）. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 课前·教材预案 课堂·深度探究 课末·随堂演练 课时作业（四） 课前　教材预案 1. 两个物体的碰撞过程 如图所示，在光滑水平桌面上做匀速运动的两个物体A、B， 质量分别是m1和m2，沿同一直线向同一方向运动，速度分别是 v1和v2，v2＞v1.当B追上A时发生碰撞，碰撞后A、B的速度分 别是v'1和v'2.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. 知识点1　相互作用的两个物体的动量改变 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 根据动量定理，物体A动量的变化量等于它所受作用力F1的冲 量，即 F1Δt＝ ⁠. 物体B动量的变化量等于它所受作用力F2的冲量，即 F2Δt＝ ⁠. 根据牛顿第三定律知F1＝ ，两个物体碰撞过程中的每 个时刻相互作用力F1与F2大小相等、方向相反，故有m1v'1＋ m2v'2＝ ⁠. 2. 结论：两物体碰撞后的动量之和 ⁠碰撞前的动量 之和. m1v'1－m1v1　 m2v'2－m2v2　 －F2　 m1v'1＋m2v'2　 等于　 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 1. 系统、内力和外力 （1）系统：由两个（或多个）相互作用的物体构成的 ⁠. （2）内力： 中物体间的作用力. （3）外力：系统 的物体施加给系统 物体的力. 整体　 系统　 以外　 内　 知识点2　动量守恒定律 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 2. 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 保持不变. （2）表达式：对于两个物体组成的系统，常写成p1＋p2 ＝ 或m1v1＋m2v2＝ ⁠. （3）适用条件：系统 ⁠或者所受外力矢量和 为 ⁠. （4）普适性：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 领域. 总动量　 p'1＋p'2　 m1v'1＋m2v'2　 不受外力　 0　 一切　 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 1. 判断下列说法的正误. （1）某个力是内力还是外力是相对的，与系统的选取有关. （　√　） （2）一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒. （　×　） （3）系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零. （　√　） √ × √ 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 （4）在相互作用且动量守恒的某系统内，一个物体的动量增 加时，另一个物体的动量一定减少，系统的总动量不变. （　×　） × 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 2. 如图所示，游乐场上，两位同学各驾驶着一辆碰碰车迎面 相撞，此后，两车以共同的速度运动.设甲同学和他的车的总 质量为120 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为3 m/s；乙同学 和他的车的总质量为160 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为 4 m/s.则碰撞后两车共同的运动速度大小为 ，方 向 ⁠. 1 m/s　 向左　 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 【情境导学】滑板越来越受到青少年们的喜爱，经常在学校和 公园里面都可以看见玩滑板的同学.如图所示，光滑的水平面 上，两个同学相对站立在滑板上，甲同学用力推乙同学，则 甲、乙两同学的动量是否守恒？ 课堂　深度探究 考点1　对动量守恒条件的理解 答案：守恒 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 1. 研究对象：两个或两个以上的物体组成的相互作用的系统. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 2. 动量守恒条件 （1）理想条件：系统不受外力时，动量守恒. （2）实际条件：系统所受外力的矢量和为零时，动量守恒. （3）近似条件：系统受外力，但外力远小于内力，则系统总 动量近似守恒. （4）推广条件：系统受力不符合以上三条中的任一条，则系 统的总动量不守恒.但是，若系统在某一方向上符合以上三条 中的某一条，则系统在该方向上动量守恒. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 3. 动量守恒定律的几个性质 （1）矢量性：动量守恒定律的表达式是一个矢量式，总动量 在相互作用前后不仅大小相等，方向也相同.在求初、末状态 系统的总动量时，要按矢量运算法则计算.如果各物体动量的 方向在同一直线上，可选取正方向，确定各速度的正、负（表 示方向）后，将矢量运算转化为代数运算. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 （2）相对性：在动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用 前后的动量必须相对于同一惯性参考系，一般选取相对地面的 速度. （3）同时性：相互作用前的总动量是指作用前一时刻的动 量，各物体的速度是作用前的瞬时速度；作用后的总动量是 指完成作用后一时刻的动量，各物体的速度是作用后的瞬时 速度. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 【例题1】（多选）如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的 接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将 弹簧压缩到最短.现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对 象（系统），则此系统在从弹簧压缩至最短到恢复原长的整个 过程中（　　） A. 动量不守恒 B. 动量守恒 C. 机械能不守恒 D. 机械能守恒 思维导引：系统在整个过程中，左边墙壁对系统有力的作用， 但无作用位移，故系统受到外力，动量不守恒；有力无位移， 不对系统做功，机械能守恒. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 答案：AD　 解析：此系统在从弹簧压缩至最短到恢复原长的整个过程中， 墙壁对系统有弹力作用，系统合外力不为零，动量不守恒，选 项A正确，B错误；系统在从弹簧压缩至最短到恢复原长的整 个过程中，并没有外力对系统做功，系统机械能守恒，选项C 错误，D正确. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 【变式1】如图所示，小车与木箱静放在光滑的水平冰面上， 现有一男孩站在小车上用力向右迅速推动木箱，关于上述过 程，下列说法正确的是（　　） A. 男孩和木箱组成的系统动量守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 答案：C　 解析：男孩站在小车上移动木箱的过程，男孩、小车与木箱三 者组成的系统合外力为零，系统动量守恒，选项A、B错误， 选项C正确；木箱的动量为零时，小车的总动量相等，动量等 大反向，选项D错误. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 【情境导学】在光滑的水平面上停有一辆平板车，车上站着一 个人，他想通过不断敲打平板车的左端使平板车不断向右运 动.此法是否可行？为什么？ 答案：不可行.因为人和平板车是一个系统，动量守恒，不可 能一直向右运动，只是在原地左右晃动. 考点2　动量守恒定律的应用 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 1. 动量守恒定律的常用表达式 （1）m1v1＋m2v2＝m1v'1＋m2v'2：相互作用的两个物体组成的 系统，作用前动量的矢量和等于作用后动量的矢量和. （2）Δp1＝－Δp2：相互作用的两个物体组成的系统，一个 物体的动量变化量与另一个物体的动量变化量大小相等、方 向相反. （3）Δp＝0：系统总动量的变化量为零. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 2. 应用动量守恒定律解题的步骤 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 【例题2】如图所示，质量为mB＝4 kg的平板车B上表面水平， 开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一质量为mA ＝2 kg的物体A，一颗质量为m0＝10 g的子弹以v0＝400 m/s的 水平初速度射入物体A，射穿A后速度变为v＝100 m/s，子弹穿 过物体A的时间极短.已知A、B之间的动摩擦因数不为零，且A 与B最终达到相对静止.求： （1）子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度； 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 解析：（1）以子弹和物体A为系统，子弹射穿物体A的过程 中，可以认为无外力作用，动量守恒，由动量守恒定律得m0v0 ＝m0v＋mAvA， 代入数据解得vA＝1.5 m/s. 答案：（1）1.5 m/s 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 （2）平板车B和物体A的最终速度. 解析：（2）子弹射穿物体A后，物体A在平板车B上运动，带动平板车运动，即物体A做匀减速运动，平板车B做匀加速运动，最终两者达到共速，无外力作用，由动量守恒定律可得 mAvA＝（mA＋mB）v，代入数据解得v＝0.5 m/s. 答案：（2）0.5 m/s 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 思维导引：先判断子弹射穿物体A时，无外力作用，由动量守 恒定律计算出物体A瞬间获得的速度；“A与B最终达到相对静 止”说明物体A在平板车B上运动达到共速，整个系统无外力 作用，动量守恒，求出最终速度. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 【变式2】如图所示某同学质量为60 kg，在军事训练中要求他 从岸上以2 m/s的速度跳到一条向他缓慢漂来的小船上，然后 去执行任务.小船的质量是140 kg，速度是0.5 m/s.该同学上船 后又跑了几步，最终停在船上.不计阻力，求此时小船的速度. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 解析：规定该同学原来的速度方向为正方向，设该同学上船 后，船与该同学的共同速度为v，该同学和船组成的系统所 受合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律得m人v人 －m船v船＝（m人＋m船）v， 代入数据解得v＝0.25 m/s，方向与该同学原来的速度方向 相同. 答案：0.25 m/s　与该同学原来的速度方向相同 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 1. （动量守恒定律的理解）花样滑冰是一项具有较强观赏性 的复杂体育项目，近年来我国体育健儿在该项上取得了不斐的 成绩，若在某次比赛中，两个人静立在赛场中央，互推后各自 沿直线后退，然后进行各种表演.女选手的质量小于男选手的 质量，假设双人滑冰场地为光滑冰面，下列关于两个人互推前 后的说法正确的是（　　） 课末　随堂演练 A. 静止在光滑的冰面上互推后瞬间，两人的总动量不再为0 B. 静止在光滑的冰面上互推后瞬间，两人的总动量为0 C. 男选手质量较大，互推后两人分离时他获得的速度较大 D. 女选手质量较小，互推后两人分离时她获得的速度较小 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 答案：B　 解析：静止在光滑的冰面上互推时，合外力为0，动量守恒， 两人的总动量为0，选项A错误，B正确；根据动量守恒m1v1＝ m2v2，男选手质量较大，获得的速度较小，女选手质量较小， 获得的速度较大，选项C、D错误. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 2. （动量守恒定律的应用）假设某一架战斗机挂弹飞行时， 接到命令，进行导弹发射训练，当战斗机水平飞行的速度为v0 时，将总质量为M的导弹释放，刚释放时，导弹向战斗机飞行 的反方向喷出对地速率为v1、质量为m的燃气，则喷气后导弹 相对地面的速率v为（　　） A. B. C. D. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 答案：D　 解析：以导弹飞行的方向为正方向，导弹被战斗机释放后，导 弹喷出燃气前后水平方向动量守恒，根据动量守恒定律得Mv0 ＝（M－m）v－mv1，解得v＝，选项D正确. 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 3. （动量守恒定律的应用）如图所示，质量为mA＝1 kg的小 木块A以水平初速度v0＝3 m/s冲上置于光滑水平面上的木板 B，木板B的质量为mB＝2 kg，最后没有滑下，A、B之间的动 摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2. （1）求A、B的共同速度； 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 解析：（1）A、B组成的系统无外力作用，由动量守恒定律 可得 mAv0＝（mA＋mB）v， 代入数据解得v＝1 m/s. 答案：（1）1 m/s 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 （2）到达共同速度时，恰好不从木板的右端滑出，求木板的 长度. 解析：（2）在达到共速的过程中，摩擦力不断消耗系统的机械能，由功能关系可得 mA＝（mA＋mB）v2＋μmAgL， 代入数据解得L＝0.6 m. 答案：（2）0.6 m 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 课时作业（四） （建议用时：40分钟） 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 课时作业（四） 返回目录 物理　选择性必修　第一册 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$