第1章 3 动量守恒定律-【精彩三年】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

3　动量守恒定律 第一章　动量守恒定律 目录 CONTENTS 教材整体初识 构建与探源 命题整体感知 尝试与研析 01 02 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．能推导出动量守恒定律。 2．知道动量守恒定律的普适性 物理观念：逐步树立动量守恒的思想观念。 科学思维：理论推导动量守恒定律 1．理解动量守恒定律。 2．应用动量守恒定律 教材整体初识 构建与探源 01 1．建立碰撞模型 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。 知识点一　相互作用的两个物体的动量改变 2．推导：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＝m1v′1－m1v1。 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＝－F2，两个物体碰撞过程中的每个时刻相互作用力F1与F2总是大小相等、方向相反，故有m1v′1－m1v1＝－(m2v′2－m2v2)，即m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2。 3．结论：两物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量________。 知识点一　相互作用的两个物体的动量改变 m2v′2－m2v2 之和 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)两个物体碰撞过程中，每个时刻相互作用力大小相等。(　　) (2)两个物体所受合力为0，则两个物体碰撞后动量之和一定等于碰撞前动量之和。(　　) 知识点一　相互作用的两个物体的动量改变 √ √ 2．思考题：如何利用牛顿运动定律推导出两个物体碰撞后的动量之和等于碰撞前的动量之和？ 知识点一　相互作用的两个物体的动量改变 1．系统：由两个(或多个)相互作用的物体构成的________。 2．内力、外力：系统中物体间的作用力叫内力，系统以外的物体施加给系统______物体的力叫外力。 3．动量守恒定律 (1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为______，这个系统的总动量保持不变。 (2)表达式：对于两个物体组成的系统，常写成：p′1＋p′2＝p1＋p2, 或________________＝m1v1＋m2v2。 (3)适用条件：系统不受________或者所受外力的矢量和为0。 知识点二　动量守恒定律 整体 内 0 m1v′1＋m2v′2 外力 4．对动量守恒定律的理解 (1)系统性：动量守恒定律的研究对象是由几个相互作用的物体组成的系统。 (2)矢量性：表达式p′1＋p′2＝p1＋p2是矢量式。 (3)相对性：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系，各物体的速度通常均为相对于地面的速度。 知识点二　动量守恒定律 (4)同时性：动量守恒定律中p1、p2、…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p′1、p′2、…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量。 (5)普适性：动量守恒定律也适用于高速(接近光速)、微观(小到分子、原子的尺度)领域。 知识点二　动量守恒定律 5．动量守恒定律常用的表达形式 (1)p′＝p。系统相互作用后的总动量p′等于相互作用前的总动量p。 (2)m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2。相互作用的两个物体组成的系统，作用后的动量之和等于作用前的动量之和。 (3)Δp1＝－Δp2。相互作用的两个物体动量的增量等大反向。 (4)Δp＝0。系统总动量的增量为0。 知识点二　动量守恒定律 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)若系统的动量守恒，则系统内每个物体的动量保持不变。(　　) (2)若系统的动量守恒，则系统内各物体动量的矢量和不变。(　　) (3)判断系统的动量是否守恒，首先要分清哪些力是内力，哪些力是外力。(　　) (4)判断系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统有直接关系。(　　) (5)判断系统的动量是否守恒，与选择哪一段运动过程有直接关系。(　　) 知识点二　动量守恒定律 × √ √ √ √ 2．思考题：短道速滑比赛中，接棒运动员(称为“甲”)在前面滑行，交棒运动员(称为“乙”)从后面用力推前方接棒运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面之间的摩擦。在交接棒过程中，甲、乙两运动员组成的系统动量是否守恒？ 知识点二　动量守恒定律 答案：守恒。两运动员组成的系统所受外力的矢量和为0，系统动量守恒。 命题整体感知 尝试与研析 02 类型一　动量守恒的条件 1．系统不受外力作用，或者所受合力为0——严格守恒。 2．虽然系统受外力作用，但系统所受外力远小于系统内各物体间的内力，系统的总动量近似守恒。 3．虽然系统所受的合力不为0，但系统在某一方向上所受合力为0，则系统在该方向上动量守恒。 类型一　动量守恒的条件 例1 (多选)下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是(　 　) AC 类型一　动量守恒的条件 【解析】 在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，系统所受外力的合力为0，系统动量守恒，故A正确。剪断细线，弹簧恢复原长的过程中，墙壁对滑块有作用力，系统所受外力的合力不为0，系统动量不守恒，故B错误。木球与铁球组成的系统所受合力为0，系统动量守恒，故C正确。木块下滑过程中，由于木块对斜面有压力，导致斜面始终受挡板的作用力，系统动量不守恒，故D错误。 活学活用 [2023·衢州一中检测] (多选)图中所示的相互作用过程中，可以认为系统动量守恒的是(　　　) ABC 活学活用 【解析】 轮滑女孩从后面推轮滑男孩，系统所受合力为地面的摩擦力，可以忽略不计，可以认为系统动量守恒，A符合题意；子弹击穿饮料瓶的短暂过程，内力很大，外力可忽略，可以认为系统动量守恒，B符合题意；太空中没有空气阻力，且重力可以忽略不计，所以系统动量守恒，C符合题意；汽车发生轻微碰撞的过程中，地面对汽车的摩擦力不可忽略，所以系统动量不守恒，D不符合题意。 类型二　动量守恒定律的简单应用 动量守恒定律m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2是矢量式，求初、末状态系统的总动量时，如果各物体动量的方向在同一直线上，可选取正方向，将矢量运算转化为代数运算。 类型二　动量守恒定律的简单应用 例2 如图所示，把质量m＝20 kg的物体以水平速度v0＝5 m/s抛到静止在水平地面的平板小车上。小车质量M＝80 kg，物体在小车上滑行一段距离后相对于小车静止。已知物体与平板间的动摩擦因数μ＝0.8，小车与地面间的摩擦可忽略不计，g取10 m/s2。 (1)物体与小车相互作用过程中，动量守恒吗？为什么？ (2)物体相对小车静止时，小车的速度大小是多少？ (3)物体在小车上滑行的距离是多少？ 类型二　动量守恒定律的简单应用 答案：(1)动量守恒　因为物体和小车组成的系统在水平方向不受外力　(2)1 m/s　(3)1.25 m 类型二　动量守恒定律的简单应用 活学活用 花样滑冰是技巧与艺术性相结合的一个冰上运动项目，在音乐伴奏下，运动员在冰面上表演各种技巧和舞蹈动作，极具观赏性。甲、乙运动员以速度大小v0＝1 m/s沿同一直线相向运动，相遇时彼此用力推对方，此后甲以v1＝1 m/s、乙以v2＝2 m/s的速度向各自原方向的反方向运动，推开时间极短，忽略冰面的摩擦，则甲、乙运动员的质量之比是(　　) A．1∶3 B．3∶1 C．2∶3 D．3∶2 D 活学活用 【解析】 甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒。以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m甲v′甲＋m乙v′乙＝m甲v甲＋m乙v乙，其中v′甲＝－1 m/s，v′乙＝2 m/s，v甲＝1 m/s，v乙＝－1 m/s，解得 m甲∶m乙＝3∶2，故D正确，A、B、C错误。 本课点睛(教师用书独有) 课后请完成高效作业4 感谢聆听，再见！ 答案：根据牛顿第二定律，碰撞过程中物体A、B的加速度大小分别为a1＝、a2＝。根据牛顿第三定律，F1、F2大小相等，方向相反，即F1＝－F2，所以m1a1＝－m2a2。碰撞时两物体之间力的作用时间很短，用Δt表示，这样加速度与碰撞前后速度的关系就是a1＝，a2＝，代入m1a1＝－m2a2，整理后可得m1v′1＋m2v′2＝m1v1＋m2v2。 【解析】 (1)动量守恒，因为物体和小车组成的系统在水平方向不受外力。 (2)根据动量守恒定律有(m＋M)v＝mv0 解得v＝＝1 m/s (3)设s1、s2分别表示物体与小车相对静止前所经过的路程，则 v2＝v－2a1s1 v2＝2a2s2 其中a1＝μg，a2＝ 物体在小车上滑行的距离s＝s1－s2＝1.25 m $$