1.3 动量守恒定律 课件 -2026-2027学年高二上学期物理沪科版选择性必修第一册

动量守恒定律（第一课时） 1 动量定理 动量的矢量和守恒 FN G 2 1 系统中的内力和外力 3 实验验证动量守恒定律 2 理论推导动量守恒定律 动量守恒定律（第一课时） 3 4 台球 保龄球 冰壶 5 A B A B A B p = mv 6 7 1 系统中的内力和外力 动量守恒定律（第一课时） 8 vA vB 系统 一、系统中的内力和外力 FBA FAB 1.物理学中，几个有相互作用的物体构成一个系统 2.内力：系统内物体间的相互作用力 3.外力：系统外的物体对系统内物体的作用力 GA GB FNA FNB FfA FfB 9 系统 FBA FAB GA GB FNA FNB vA vB FfA FfB 系统不受外力或外力的合力为零，系统内物体动量的矢量和是守恒量 一、系统中的内力和外力 10 1 系统中的内力和外力 2 理论推导动量守恒定律 动量守恒定律（第一课时） 11 两个质量为m1、 m2沿同一直线运动的物体构成一个系统。两物体分别受到外力F1和F2的作用，它们之间的相互作用力分别为 F1内和 F2内，各力的作用时间均为Δt；在相互作用的始、末时刻， m1的速度为v10 和 v1， m2的速度为v20和v2 。 活动 以 m1为研究对象 (F1 + F1内)Δt = m1v1 – m1v10 ① 以 m2为研究对象 (F2 + F2内)Δt = m2v2 – m2v20 ② 由牛顿第三定律 F1内 = – F2内 由此可得 (F1 + F2)Δt = (m1v1 + m2v2) – (m1v10 + m2v20) ③ p p0 12 两个质量为m1、 m2沿同一直线运动的物体构成一个系统。两物体分别受到外力F1和F2的作用，它们之间的相互作用力分别为 F1内和 F2内，各力的作用时间均为Δt；在相互作用的始、末时刻， m1的速度为v10 和 v1， m2的速度为v20和v2 。 活动 (F1 + F2)Δt = (m1v1 + m2v2) – (m1v10 + m2v20) p p0 (F1 + F2)Δt = p – p0 系统动量的变化是受到外力作用的缘故 F1 + F2=0 p – p0 = 0，即p = p0或Δp = 0 13 进一步的研究和实践发现，一个系统，无论包含多少个物体，内力作用有多复杂，如果系统不受外力或所受外力的矢量和为零，系统的动量就保持不变。这个结论称为动量守恒定律 。 14 二、理论推导动量守恒定律 1.如果系统不受外力或所受外力的矢量和为零 系统的动量就保持不变 2.表达式：p = p0或Δp = 0 3.条件：系统不受外力或所受外力的矢量和为零 15 时间极短 内力很大 A B 外力远小于内力 近似认为动量守恒 16 1 系统中的内力和外力 3 实验验证动量守恒定律 2 理论推导动量守恒定律 动量守恒定律（第一课时） 17 实验目的：验证系统动量守恒定律 实验方案： 小车在一维直线上运动 选择尽量光滑水平轨道 三、实验验证动量守恒定律 18 三、实验验证动量守恒定律 19 实验目的：验证系统动量守恒 实验方案： 需要采集的数据：两个物体的质量 碰撞前后的速度 小车在一维直线上运动 选择尽量光滑水平轨道 三、实验验证动量守恒定律 力学轨道 光电门 电子天平 小车 配重片 弹性圈 数据线 数据采集器 挡光片 20 实验结论：在误差允许的范围内，系统相互作用前后动量保持不变。 21 实验结论：在误差允许的范围内，系统相互作用前后动量保持不变。 22 实验结论：在误差允许的范围内，系统相互作用前后动量保持不变。 23 动量守恒定律（第一课时） 1.物理学中，几个有相互作用的物体构成一个系统 2.内力：系统内物体间的相互作用力 3.外力：系统外的物体对系统内物体的作用力 二.理论推导动量守恒定律 1.如果系统不受外力或所受外力的矢量和为零 系统的动量就保持不变 2.表达式：p = p0或Δp = 0 3.条件：系统不受外力，系统内物体动量的矢量和是守恒量 三.实验验证动量守恒定律 一.系统中的内力和外力 24 1.分析为何做自由落体运动的小球动量不守恒。如果将小球和地球作为一个系统, 则小球下落过程中, 系统的动量是否守恒？ 为什么？ 2.质量为1.5kg的小车A与质量为4.5kg的小车B用细绳相连, 并使两车之间的弹簧处于压缩状态。开始时两车静止，烧断细绳后两车在弹簧弹力的作用下弹开, 小车A获得了27cm/s 向左的速度, 求小车B的速度。 作业 25 动量守恒定律（第二课时） 26 动量守恒 系统 不受外力或所受外力的矢量和为零 所受外力远小于内力且作用时间极短 A B A B 27 1 碰撞现象中的动量守恒 3 动量守恒定律的普适性 动量守恒定律（第二课时） 2 反冲现象中的动量守恒 28 1 碰撞现象中的动量守恒 动量守恒定律（第二课时） 29 一、碰撞现象中的动量守恒 30 科学规律 实验验证 适用条件下的各种情境 逻辑推理 31 32 如何证明？ 已知： 碰撞前后动量守恒 可以通过实验来测量 只要测量质量、 速度就可以了 实验 速度如何测量？ 光电门传感器 方格布 位移x 速度v 测量 33 速度如何测量？ 这是粗略地估算 图像法能更直观、方便地发现和纠正数据中的错误 34 速度如何测量？ A 球的x-t图像 x/m t/s B 球的x-t图像 x/m t/s 质量m（kg） A 速度大小v（m/s） 碰撞前 碰撞后 0.500 0.100 0.163 物体 0 0.0855 0.262 B 35 根据表格数据，请同学们计算一下在碰撞前后，空间站中两小球的动量分别是多少。 质量m（kg） 速度v（m/s） 物体 质量m（kg） A 速度大小v（m/s） B 碰撞前 碰撞后 0.500 0.100 0.163 物体 0 0.0855 0.262 36 B A B A vB vA 矢量性 设向右为正方向 pA0=0，·m/s p总0=·m/s = 0.0428kg·m/s，·m/s =·m/s ≈ 37 38 牛顿摆 我看到一个有趣的现象，当最右侧钢球释放，最终会将最左侧钢球弹开，而中间的那些钢球几乎不动。每次来回，都只有两侧的钢球被弹开发生摆动。 39 实验一：两个小钢球弹性正碰 A B B A 40 实验一：两个小钢球正碰 41 实验一：两个小钢球正碰 最高点两球的重力势能相等。 碰撞前后动量守恒 弹性碰撞 碰撞前后动能不变 42 1 2 3 4 5 6 7 当最右侧第1个小球与第2 个小球发生弹性碰撞时， 第1个小球将动能完全传递 给了第2个小球，而第2个小 球在向左运动的时候立即受 到第3个小球的阻挡，将动能 完全传递给了第3个小球，第 2个小球几乎没有发生运动。 依次传递，最终最左侧的小 球获得动能，向左侧摆动。 43 实验二：两个小钢球间有粘性物质 h=4cm h'=1cm 44 释放时，系统重力势能为 =mgh； 实验二：两个小球间有粘性物质 4cm =2 = 说明碰撞前后系统动能减少了。 非 弹 性 碰 撞 以最低点为零势能面，设=1cm， 解得 vA vAB 则 p0 碰撞前后动量守恒 两球到达右侧最高点系统重力势能=2mgh′机械能减少。 45 一.碰撞现象中的动量守恒 2.非弹性碰撞 系统在碰撞前后动量守恒，动能有损失的碰撞 3.弹性碰撞 碰撞前后动量和动能都不变的碰撞 1.通过测量计算验证碰撞现象中的动量守恒 46 0.0335 0.0311 0.0641 0.0616 0.0786 0.0733 0.0501 0.0468 装有弹性圈的一辆小车向另一辆静止小车运动 47 0.0371 0.0171 0.0675 0.0319 0.0697 0.0409 0.0609 0.0287 装有搭扣的一辆小车向另一辆静止小车运动 48 A车撞击B车 弹性圈发生弹性形变 A车动能 弹性圈的弹性势能 弹性圈恢复形变 将B车弹开 弹性圈的弹性势能 B车动能 49 如图 所示，在水平冰面上，质量为m1的儿童，以速度v0 向右滑行，与质量为 m2、静止的成人相撞后一起以相同的速度继续向右运动。求： （1） 两人共同运动的速度。 （2） 在相撞过程中两人组成的系统损失的动能。 活动 GA FNA FNB FfA FfB GB 50 1 碰撞现象中的动量守恒 动量守恒定律（第二课时） 2 反冲现象中的动量守恒 51 放手后，夹子和笔分别向相反方向运动。 52 二.反冲现象中的动量守恒 1.反冲现象 系统在内力作用下向某一方向发射部分物质，从而使 系统的剩余部分向相反方向运动的现象就是反冲现象 53 火箭发射 助推火箭分离 宇航员出舱 54 二.反冲现象中的守恒规律 1.反冲现象 系统在内力作用下向某一方向发射部分物质，从而使 系统的剩余部分向相反方向运动的现象就是反冲现象 2.规律 发生反冲的过程中系统两部分间相互作用的内力往往远大于系统所受的外力，系统动量通常是守恒的 55 两辆带弹性圈的小车从静止释放 56 一枚在空中飞行的火箭，质量为m，在某时刻的速度为v，当一级火箭发动机关闭，从主火箭分离。其中主火箭质量为m1，沿着与v相同的方向飞去，速度为v1。求一级火箭速度v2。􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 活动 一级火箭分离 57 1970年 “长征一号”火箭将“东方红一号”送入了预定轨道 1990年 “长征二号”大推力火箭发射成功 2018年 “长征三号乙”将“嫦娥四号”送往月球 2020年 “长征五号遥四”搭载“天问一号”发射成功 58 1 碰撞现象中的动量守恒 3 动量守恒定律的普适性 动量守恒定律（第二课时） 2 反冲现象中的动量守恒 59 守 恒 发 现 修 正 推 广 科学进步 优 势 不必考虑过程 更具有普适性 宏观 微观 低速 高速 60 铍 α粒子 不可见粒子 石蜡 质子 钋 云 室 动量守恒定律 速度v 质量m 中子 61 二.反冲现象中的守恒规律 1.反冲现象： 2.规律： 一.碰撞现象中测量计算 2.非弹性碰撞： 3.弹性碰撞： 动量守恒定律（第二课时） 三.动量守恒定律的普适性 1.动量守恒定律不涉及具体过程，只考虑始、末两个状态的动量，使问题简化。 2.动量守恒定律既适用于宏观低速物体，也适用于微观高速领域。 1.通过测量计算验证碰撞现象中的动量守恒 62 动量守恒定律 63 航天员出舱活动时常常通过穿戴喷气背囊来前行和控制方向。如果航天员与气囊的总质量是m，则在喷气背囊快速喷射出质量为m0、速度为v的气体后(m0)，原本静止的航天员运动方向与气体喷射的方向是相同还是相反？计算航天员的速度大小。 质量为m的小球A以速度v0碰撞质量也为m的静止小球B。碰 撞后B、A两球的速度之差为。碰撞后，A、B的速度大小分别为多少？两球的机械能损失了多少？ 作业 64 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 2023 Blues 15096.0 8 com.apple.VoiceMemos (iPad Version 17.2 (Build 21C62)) 3 com.apple.VoiceMemos (林依刚的iPhone (null)) 4 com.apple.VoiceMemos (林依刚的iPhone (null)) Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 2023 Blues 30093.281 $